Luminosa
单光子计数共聚焦显微镜 NEW
Luminosa
- 您可以完全信赖的质量和精度
- 节省时间、样品利用率高
- 灵活性高
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NEW：可提高空间分辨率、实现代谢成像或扩展活细胞实验的附加组件。
单光子计数共聚焦显微镜
探索共聚焦显微镜的新路径
Luminosa 是一款将超高数据质量与超简日常操作相结合的单光子计数共聚焦显微镜。 它可以轻松集成到任何研究人员的“工具箱”中，成为开始探索使用时间分辨荧光方法科学家以及想要突破极限专家的省时、可靠的“伙伴”。它是一个真正的显微镜系统，每个人都可以依赖。
. 您可以完全信赖的质量和精度
. 节省时间、只需专注于您的样品
. 灵活性高
Luminosa的性能一睹为快
为什么选择Luminosa?
极简操作，超高数据质量，您值得拥有。
PicoQuant 在时间分辨单光子计数方面拥有多达25年的经验。 与此同时，PicoQuant 与科学界建立了牢固的联系和深入的合作。 我们收集了众多科学工作者和专家的知识和宝贵经验，并将其融会贯通，进而创建了迄今为止我们最好的时间分辨系统和软件：Luminosa。
值得信赖的质量和精度
实现每个测量环境中单分子研究的最佳性能：即使不需要样品，也可以一键式自动对准程序。 在同一台显微镜上同时实现振镜扫描（最大速度）和物镜扫描（最大光子探测效率）。
节省时间，使您专注于您的样品
基于上下文的直观工作流程指导您自信、有效的利用 smFRET、FCS 和 FLIM 的全部功能。 以最少的用户交互获得分析结果。 基于GPU算法可快速提供可靠的结果。
先进的灵活性
只需单击一下，即可调整观察量以匹配 FCS 和 smFRET 检测的动态。 开放式操作模式，可通过软件完全访问每个光机械组件。
Luminosa 提供了几个可提高空间分辨率、实现代谢成像或扩展活细胞实验的附加组件。
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PDA-23 检测：使用 SPAD 阵列进行共聚焦时间分辨检测 |
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用于代谢成像的易于使用的集成 fs 激光器 |
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出口：可连接任何外部检测单元 |
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载物台顶部培养箱：扩展活细胞实验 |
PDA-23 检测：使用 SPAD 阵列进行共聚焦时间分辨检测
SPAD 阵列模块 PDA-23 不仅仅是 Luminosa 显微镜的附加组件。它是一种变革性的升级，重新定义了时间分辨共焦荧光显微镜的界限。
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具有更高分辨率和更高对比度的功能成像 将图像扫描显微镜 (ISM) 的分辨率增强和对比度提高与 FLIM 的功能信息相结合。 |
无缝集成 专为 Luminosa 设计，确保完美的兼容性、优化的性能和强大的日常处理能力，包括简化的自动对准功能。 |
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可定制的研究工具 利用开放式硬件和（.ptu） 数据格式，凭借 25 年的时间分辨光子检测经验，自信地为您的研究目标创建和调整新的时间分辨方法。探索 SPAD 阵列在成像、波动分析和单分子荧光模式方面能带来什么。 |
精度与兼容性的完美结合
PDA-23 探测器与MultiHarp 160 TCSPC 模块完美匹配.
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体验ISM和FLIM的协同作用 将图像扫描显微镜（ISM）增强的空间分辨率和通过抑制焦外光而大幅提高的对比度与 FLIM 丰富的功能信息和多路复用可能性相结合。通过这种协同作用，可以更深入地探索细胞动力学和分子相互作用，提供传统共聚焦系统以前无法提供的细节。 真正实现所有通道的同步采集 Luminosa 的独特之处在于，PDA-23 探测器和其他点共聚焦探测器可以并行使用，以实现高分辨率和参考通道的多路复用。 |
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ISM 的优势
用于ISM-FLIM的Luminosa软件功能
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样本由哥廷根大学医学中心神经和感觉生理学系Rizzoli小组提供。
用于代谢成像的易于使用的集成式fs激光器
优势
- 用于使用 FLIM 监测 NAD（H） 活性的代谢成像
- 附加组件包括：
- TOPTICA 的 780 nm 光纤激光器
- 用于耦合到 Luminosa 并控制激光功率的光学元件
- 将软件集成到自定义工作流程中
优势
- 用于耦合外部探测器、光谱仪
- 附加组件包括：
- 光纤耦合或自由空间耦合光学器件
- 将软件集成到自定义工作流程中
- 可与内部探测器真正并行使用
- 示例用例
- 添加带有单分子敏感 CCD 相机的光谱仪
- 添加带有可调谐滤光片（如 FlexWave）的额外探测器单元
- 添加超导纳米线单光子探测器
载物台顶部培养箱：扩展活细胞实验
优势
- 来自Tokai Hit，包括：
- 样品室 + 物镜加热器 + 温度和二氧化碳控制器
- 样品架 + 孔板、培养皿、载玻片等的盖子
- 反馈调节（可选）
- 软件（未与 Luminosa 软件集成）
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单分子水平的动态结构生物学
在这里，诸如 FRET 和 FCS 等单分子荧光方法开辟了新的可能性，因为它们能够在室温下研究溶液中、甚至细胞中的单个分子，并有可能区分不同位置的亚种群。
smFRET 可以监测附着在不同蛋白质残基上两个或多个荧光标记之间的距离变化，从而提供有关构象变化、折叠或蛋白质相互作用的宝贵信息。 这补充了蛋白质结构模型和分子动力学模拟，使研究人员能够更全面地了解蛋白质的功能。
纳秒时间尺度上的 FCS (nsFCS) 揭示了本质上无序或折叠蛋白质的蛋白质链的重新配置时间。 将这些信息与聚合物物理理论和分子模拟相结合，可以更清楚地了解无序蛋白质动力学。
FCS 在微秒到秒的时间尺度上测量分子扩散行为，和实验环境相关性非常高，可以很好的揭示蛋白质流动性、微环境，或蛋白质寡聚化和相互作用。 |
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相分离驱动的细胞机制 液-液相分离正在成为调节细胞中生物分子空间组织的一种关键机制。 它的基础是通过分子子集的凝聚来进行区域化分隔，从而促进蛋白质相互作用。 由于相分离是一个非常动态的过程，它对环境条件的变化反应非常迅速。
荧光方法可用于研究相分离的动力学，跟踪分子进入不同相的分布，观察不同相的动力学，并探究它们的不同性质:
FCS 可以用于测量标记物种的浓度；它的扩展应用FCCS 和 FLCS 甚至可以同时测量多个物种的浓度。此外，FCS 检测了所研究分子的扩散速度，该扩散速度可能因相而异。
和局部环境粘度或刚度非常相关的分子旋转运动，可以通过荧光各向异性实验来进行观察，从而对FCS进行很好地补充。
被称为荧光传感器的FLIM，可以实时读取pH、温度、膜张力或各种离子浓度等环境参数。 这种额外的信息维度，可以帮助解释不同相的动态，并从物理角度理解它们的特性。 |
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环境传感
蛋白质在细胞内的原生环境的特性，例如分子拥挤、pH 波动或质膜改变，都会影响其功能。 但在许多情况下，并非所有这些参数都是已知的，因此无法在实验中准确复现。 在过去的几年里，已经研发出一系列的荧光传感器，它们可以根据特定的环境变化，来改变它们的荧光寿命，例如温度、钙浓度、葡萄糖浓度或膜张力。通过 FLIM技术，可以以非侵入性方式从活细胞中实时定量读取这些参数，从而为更好地了解蛋白质功能或调节提供背景。 |
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细胞膜动力学和结构的映射 细胞膜是高度复杂和动态的结构。 它们的脂质和膜蛋白的分子组成经过精确调整，从而可以获得其生理功能所必需的物理和化学特性。 可以结合互补的荧光方法从不同的角度对生物膜进行研究：
对带有荧光标记的脂质或膜蛋白进行FCS，可以得到其扩散速度和蛋白质迁移率。它还可以表征在研究分子的浓度，而这些浓度可能因地点而异。
通过各向异性实验，可以获得分子取向及其变化。因此，各向异性成像可以可视化有序和无序的膜相，或监测分子的旋转运动。 |
核心方法论
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荧光寿命成像 (FLIM) 
FLIM 是一种荧光寿命成像技术，可以解析和显示单个荧光团的寿命，而不是它们的发射光谱。 荧光寿命定义为分子在通过发射光子返回基态之前保持在激发态的平均时间。 由于荧光寿命与浓度、样品吸收、样品厚度、光漂白和激发强度无关，因此与基于强度的方法相比，FLIM 不易出现伪影。
FLIM 的优势： |
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FLIM-FRET – 基于寿命的 Förster 共振能量转移
FRET 是一种非辐射过程，其中来自激发的荧光分子（供体）的能量转移到附近2-10 nm 范围内的非激发荧光团（受体）。 能量转移导致供体猝灭、两个荧光团的荧光强度发生变化，以及供体寿命的缩短。
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smFRET – 单分子 Förster 共振能量转移
在这种类型的实验中，要么在单个分子（包含一个供体和受体）内观察到 FRET 过程，要么在自由扩散通过固定在表面上的共聚焦区域相互作用的分子之间观察到 FRET 过程。
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荧光相关光谱 (FCS)
荧光相关光谱 (FCS) 是一种利用荧光强度随时间波动进行相关性分析的荧光光谱技术。 它为引起这些特征波动的光物理学以及检测到粒子的扩散行为和绝对浓度提供了极具价值的参考信息。 FCS 能够测定重要的生化参数，例如颗粒（分子）的浓度、大小或形状或其环境的粘度。
荧光寿命相关光谱 (FLCS)
荧光寿命相关光谱 (FLCS) 是一种利用皮秒时间分辨荧光检测来分离不同 FCS 贡献的方法。
荧光互相关光谱 (FCCS) 是根据不同的发射光谱区分来自两种不同物种 FCS 信号的方法。 |
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各向异性成像
稳态荧光各向异性、特别是时间分辨荧光各向异性的测量为研究分子取向和流动性以及影响它们的过程提供了极好的可能性。 一般来说，各向异性不依赖于荧光团的浓度，即与检测到的信号强度无关。这对于解释 smFRET 测量特别重要，其中荧光团迁移率可能会影响共振转移效率。 时间分辨各向异性测量提供更多信息，因为稳态测量仅为时间平均值，而没有直接洞察动态的过程。 |
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使用 PAINT 和 dSTORM 为超分辨率 FLIM 修改的自定义模式 Luminosa 为方法开发提供了一种定制模式，其中每个光机组件都可以通过软件完全访问，并且可以自由选择参数。 利用这种模式超越了标准的 FLIM，展示了超分辨 FLIM。一方面，与弗里堡大学的 Guillermo P. Acuna 研究小组合作进行了 FLIM-PAINT 成像，另一方面，与哥廷根大学的 Jörg Enderlein 小组合作进行了 FLIM-dSTORM 成像。 单分子定位显微镜（SMLM）通过依次定位单个分子并随后合成超分辨图像，可提供空间分辨率超过衍射极限的图像。分子在亮态和暗态之间切换的机制各不相同，因此每帧图像只能定位一小部分分子。其中一种是纳米尺度地形图成像的 DNA 点积累（DNA-PAINT），它使用荧光标记的短寡核苷酸与互补的、目标结合的 DNA 分子瞬时结合。另一种方法是直接随机光学重构显微镜（dSTORM），在这种方法中，荧光团会闪烁，即随机开启、发射，然后迅速恢复到暗态。 在共聚焦成像中，扫描区域、像素数量和像素停留时间共同决定了每幅图像的采集时间。对于 PAINT，这需要与 DNA-PAINT 成像链的结合动力学相匹配，从而使采集时间大大小于平均结合时间。对于 dSTORM，则应根据荧光团的闪烁动力学来调整采集时间。 按照 SMLM 测量的通常做法，对由此产生的共焦 FLIM 图像系列进行分析，以获得最终的超分辨图像。最后，对每个单分子事件的光子到达时间进行检索和分析，以获得寿命对比度。 FLIM-SMLM 的优势:
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系统亮点
- 全软件控制共聚焦系统，基于倒置显微镜
- 激光波长从375 到 1064 nm可选
- VarPSF：观察量高精度调节，用于FCS和单分子FRET实验
- 电动平移台，可在传动和FLIM模式下进行“图像拼接”
- 扫描选项：FLIMbee 振镜扫描和压电物镜扫描
- 最多可集成SPAD, PMT或Hybrid-PMT组成相互独立的6通道探测单元
- <700 ps/通道的死区时间和 5 ps时间分辨率
- 一键式自动对齐，从而获得一致的最佳性能
- 借助 GPU 加速算法和基于上下文工作流程的FCS、FLIM 和单分子检测，以最少的用户交互快速获得结果
新的软件概念提高了易用性和可靠性
- 借助 GPU 加速算法，以最少的用户交互快速获得结果
- 基于上下文的 FCS、FLIM 和单分子检测工作流程
Luminosa 软件包括单分子检测、FCS 和时间分辨成像方法，还可以进行灵活定义的自定义测量和分析模式。 它的设计使快速简便的实验工作流程成为可能，使用户能够专注于他们的样品。 清晰排列的界面仅显示与每个应用程序相关的参数，有助于重复测量，产生一致的数据信息。
只需选择需要使用的荧光团，软件就会自动配置激发激光器、光束路径和检测装置。 它会自动优化处理对时间分辨测量很重要的参数，例如激发光重复频率和脉冲交替激发。 在数据采集过程中，会进行多次在线预览使用户能够立即检查样品和数据质量，从而节省宝贵的仪器测量时间。 同时借助基于 GPU 的快速分析例程，用户可以立即浏览并确认他们的测量数据。
软件功能亮点
InstaFLIM
InstaFCS
FRETcompass
LumiFinder
加强软硬件集成，实现新功能
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大样品成像
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无样品自动对准
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校准激发 (CalEx)
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可变PSF (VarPSF)
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用于高级 FLIM 分析的附加软件包
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NovaFLIM
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尖端硬件
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Luminosa 的设计旨在实现寿命领域的最佳性能。此外，该显微镜还同时针对单光子灵敏度进行了优化，从而能够进行单分子水平的实验。PicoQuant 现有的共聚焦 MicroTime 200 系统的经验为新显微镜的光学设计提供了依据，并为选择最佳硬件组件提供了指导。光学设计经过优化，通过以最佳质量集成最少数量的光学元件来实现最高灵敏度。此外，用户可以选择振镜扫描仪来实现高速扫描，也可以通过点击按钮绕过振镜扫描仪，改用压电物镜扫描仪。这是其他共聚焦显微镜所不具备的。压电扫描可防止扫描镜损失信号，因此根据波长的不同，可多产生约 20% 至 30% 的光子。
Luminosa 结合了最新一代的 PMA Hybrid 探测器和 TCSPC 电子设备，用于时间分辨测量和 rapidFLIMHiRes。利用 MultiHarp TCSPC 模块仅 650 ps 的超短死时间，可以实现高达 ~ 78 Mcps 的持续光子计数率。有了这个，每秒最多可以捕获 15 个 FLIM 帧，具体取决于振镜扫描仪的速度、图像大小和样品亮度。