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Huygens Array Detector Optical Option

Supports Zeiss Airyscan®, Fast Airyscan®, nanoSPAD and others!


Huygens の最新のアレイ検出器デコンボリューションオプションは、強力な GPU アクセラレート MLE アルゴリズムに統合された最初のもので、現在は Huygens Suite 18.10 で利用可能です。 アレイ検出器光学オプションは、好評で一般的な Zeiss ® Airyscan (1) を含むマルチ検出器コンフォーカルシステムで取得した画像を復元するために特別に開発されました。 SVI 社の新たに開発されたスマートマルチ検出器アルゴリズムのおかげで、Huygens で生のアレイ検出器画像の復元は、非常に効率的で、科学者は、100 nmの距離の対象物を区別できる信頼できる超解像度画像を得ることができます。 さらに重要なことに、ユニークな Huygens Array Detector Super-Sampling モードは、画像のコントラストと解像度の向上を損なうことなく、褪色および光毒性の少ない高速画像取得を可能にするので、多くの顕微鏡学者に共通する願いを満たします。

100 nm 解像度を達成

GattaQuant 社ナノルーラー(100、120、140 nm)を用いた最近のテストでは、100 nm の 2 点分解能を容易に達成できることが確認されています。

ユニークな"Super-sampling"

Huygens Super-sampling モードでは、解像度とコントラストを損なうことなく、より高速なイメージングが可能です。

複数の検出器

Zeiss (Fast) Airyscan 超解像度、nanoSPAD 検出器、およびその他の一般的な配列を含む複数の検出器配列をサポートしています。


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About array-detector confocal systems

アレイ検出器コンフォーカルシステム内では、通常のコンフォーカルシステムに標準的な従来のピンホールおよび単一検出器を複数の検出器のアレイで置き換えられます。 各検出器は、小さいピンホールとして機能し、中央の検出器を除くすべてが元のピンホール中心に対してわずかにずれます。 各検出器からのシグナルは、画像を構築するために使用され、各画像は、中心検出器画像のわずかに移動したバージョンです。 すべての検出器によって収集された総シグナル(合計した)は、「標準的」コンフォーカルの単一の大きいピンホールのシグナルに相当します。 その結果、アレイ検出器システムは、大きいピンホールコンフォーカルシステムの高いシグナルの利点と、小さいピンホールコンフォーカルシステムの高解像度の側面とを組み合わせる利点をもっています。

All Detectors

Huygens Array Detector 光学オプションを使用すると、Zeiss ® Airyscan システムで取得したアレイ検出器データなどから高解像度とコントラストを得ることができます。 Airyscan 顕微鏡は、4 つのモードで使用でき、Huygens は、各シングルモードで高品質のデコンボリューションを提供します::

  • Standard mode: これは、Airyscan の従来のコンフォーカルモードです。 Huygens デコンボリューションの場合に、画像取得時に使用されるピンホールのサイズでピンホールサイズを設定して、Huygens の Confocal 光学オプションを使用することができます。

  • Virtual pinhole mode: このモードでは、後処理でピンホールのサイズを決定できます。Huygens デコンボリューションの場合に、後処理で決定されたピンホールのサイズでピンホールサイズを設定して、Huygens コンフォーカル光学オプションを使用することができます。

  • Super Resolution mode: これらのデータセットには、32 の検出器画像すべてが含まれています。 Huygens のアレイ検出器コンフォーカルオプションには、これらの 32 の検出器データセットからの情報を知的に結合し、Airyscan の super-resolution mode で取得したデータをデコンボリューション処理するさまざまなモードが含まれています。

  • Fast mode: このモードでは、16 の検出器(中央の 3 つの縦に並んだ列の検出器)と組み合わせて細長い励起レーザーを使用します。 Fast mode では、4 ラインの同時取得が可能になり、画像取得が 4 倍に高速化します。 Huygens のアレイ検出器コンフォーカルオプションには、Fast Airyscan から 16 の検出器データセットを最適に処理する特別な Fast Airyscan モードが含まれています。

Huygens アレイ検出器コンフォーカル光学オプションは、さまざまな Zeiss Airyscan モードをサポートするほかに、他のマルチ検出器配列もサポートしています。 これには、nanoSPAD25 検出器配列か、または他の一般的なマルチ検出器配列が含まれます。


Reach 100 nm two-point super resolution

Huygens 独自の MLE デコンボリューションと検出器のアレイから得られる情報の組み合わせにより、現在、研究者は、100 nm の 2 点分解能を達成できます。
100 nm の較正された距離で蛍光色素が配置され、慎重に折り畳まれた DNA 折り紙で構成された GATTAquant 社 SIM100B ナノルーラーをイメージングすることにより、Huygens アレイ検出器オプションの能力が少なくとも 100 nm の 2 点分解能力を達成することを確認できます。
Nanorulers 100nm
Zeiss Airyscan 顕微鏡で得られた画像は、Christoffer Lagerholm 博士 (Wolfson Imaging Center、Weatherall Institute of Molecular Medicine、University of Oxford、UK) からの提供。




Raw
Huygens Deconvolved superXY

X と Y で 80 nm でサンプリングすることで、特別な superXY モードで 140 nm の GattaQuant 社(2)ナノルーラーを解像することができます。 MIP で示されています。 右の画像は、すべての検出器からの未処理の生データの合計です。 Zeiss Airyscan 顕微鏡で得られた画像は、Christoper Lagerholm 博士 (Wolfson Imaging Centre、Weatherall Institute of Molecular Medicine、University of Oxford、UK) からの提供。

GATTA140B Figure
With 80nm sampling in X and Y, you can resolve 140nm GattaQuant (2) nanorulers with the special superXY mode. Shown are MIPs. . Image obtained with Zeiss Airyscan microscope kindly provided by Dr. Christoffer Lagerholm (Wolfson Imaging Centre, Weatherall Institute of Molecular Medicine, University of Oxford, UK




Huygens’ unique MLE algorithm - high quality and reliability

Huygens のアレイ検出器コンフォーカルオプションは、従来のコンフォーカルベースのシステムからの画像と比較して、コントラストおよび解像度を高めた超解像度画像を得るために、Classic maximum-likelihood estimation(CMLE)フレームワークで複数の検出器画像を結合することができます。

蛍光顕微鏡における結像は、十分に理解されており、周知の数学の方程式で正確に記述することができます。 画像復元は、可能な限り最良に方程式を解こうと試みる事の逆の問題です。 Huygens ソフトウェアに実装されている Maximum-likelihood estimation (MLE)アプローチは、顕微鏡の画像復元問題を正確に解く最良の方法であることが知られています。 画像復元が成功するためには、MLE アプローチは、結像プロセスに関するいわゆる「先験的な」情報を必要とします。 幸いにも、私たちは、イメージングシステムと使用された顕微鏡パラメータについての知識があるので、この情報を手にしています。 式に挿入する「先験的な」知識が多いほど、画像復元の結果は、より良好で信頼性が高くなります。

Fast imaging + Fast high-quality Huygens Super-sampling deconvolution

アレイ検出器システムの特に有用な特性は、ナイキスト基準がコンフォーカルに比べてはるかに厳しくないことです。 これにより、より大きなピクセルサイズでのイメージングが可能になり、したがって、より高速な画像取得が可能になります。 結果として、画像は、光褪色の影響を受けにくく、そして/またはコンフォーカル設定で取得する場合よりもはるかに大きな視野を含めることができます。 アレイ検出器データのデコンボリューション処理は、SNR (S/N比) のトレードオフなしに、超解像性を維持して、特別に設計された Huygens Super-sampling mode で実行できます。2016 年に Carl Zeiss® は、4 ラインを同時にスキャンすることができる Fast Airyscan モードを導入しました。 Huygens は、これらの Fast Airyscan 画像のデコンボリューション処理も提供しています。
Airyscan Fast モードでは、励起プロファイルを調整し、検出器アレイの最も中央の列の 16 の検出器を使用することにより、4 ラインを同時にスキャンすることができます。 したがって、Fast scan mode で画像を撮影する時に、画像取得を 4 倍の速度で高速にすることができます。 Huygens は、すべての利用可能な検出器からの情報を最適に結合することができるので、Fast Airyscan 画像の超解像デコンボリューションモードを提供し、コンフォーカルベースのシステム用に前例のない品質の超解像結果画像を生成します。

Now Available for Huygens Essential/Professional 18.10

新しい Huygens オプションは、さまざまな Zeiss Airyscan モード(コンフォーカル、仮想ピンホール、超高解像 Airyscan、Fast ポートし、z モード)、nanoSPAD 検出器、および一般的なアレイ検出器プロファイルをサポートし、z スタック、マルチチャネル、タイムシリーズか、またはこれらの次元の組合せをサポートします。 このオプションは、無償のテストライセンスでテストできます。 この新製品は、Huygens Essential および Professional バージョン 18.10 のライセンスオプションとして市販されています。

ウェブセミナー Array detector


なぜ待つ? Huygens をダウンロードして 18.10 でこの新しいオプションを試してください、そして、テストライセンスを要求するか、価格情報を入手してください。

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1. Carl Zeiss Microscopy GmbH.
2. GATTAquant GmbH 詳細については, GATTAquant website を参照してください.。