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LIGHTNING Confocal Microscopes Super-Resolution Microscopes Leica Leica Microsystems
染色体/共焦点画像
染色体/LIGHTNING 画像

ワンクリックで得られる:最も必要な情報

顕微鏡画像は、共焦点画像であっても、通常の画像取得法の能力を超える詳細情報を含んでいます。ライカ マイクロシステムズの新しい画像情報抽出ソリューション LIGHTNING によれば、画像からはるかに多くの情報を引き出すことができます。このシステムは完全自動で、どのような実験でも、どのような試料からも、リアルタイムで画像が取得できます。

画像から必要な情報を抽出する能力は他に匹敵するものがありません。このソリューションの適応型画像再構成作業はリアルタイム、5D で行われます。画像のあらゆる部分から典型的な情報が動的に取得されます。通常の汎用的な画像後処理と異なり、LIGHTNING では画像取得の途中でも有益な結果を得ることができます。

LIGHTNING で取得した共焦点画像は、従来の手法と比べてノイズ層が除去されたように見えます。得られた画像から、必要な情報をさえぎることなく明瞭に見ることができます。さらに LIGHTNING 画像情報抽出システムにより、SP8 共焦点顕微鏡の解像度が超解像領域まで拡大され、120 nm のナノ構造まで観察できるようになります。

LIGHTNING デシジョンマスク

LIGHTNING デシジョンマスクは、各々のシグナルに対して最適の再構成ストラテジーが適用されることを保証します。

画質の相違は紫(低画質)から赤(高画質)までの疑似カラーで示されます。

全画面に一律に適用される再構成方法を用いる従来法とは、この点で大きく異なります。

素晴らしい成果をリアルタイムで

イメージング条件が冒険的なものであっても、LIGHTNING ならば重要な画像情報を見出すことができます。たとえば光子数が限られている場合や超高速イメージングにも対応できます。

LIGHTNING の画像情報抽出はシステムパラメータ、画像データ、プロセッシング ユニット GPU における処理の最適化を適切に組み合わせることで実現しています。この組み合わせは、画像から最大限の情報を引き出すための基礎となっています。

LIGHTNING と画像取得過程との密接な統合により、画像取得と並行して処理を行うことが可能です。LIGHTNING で取得した画像情報を直ちに取得パラメータ設定に追加することができるので、時間を浪費することなく結果が得られます。

 

画像:

FluoCells マウス腸切片

•b&w Alexa Fluor 350 WGA、杯細胞粘液

•緑 SYTOX Green、核

•赤 Alexa Fluor 568 ファロイジン、アクチンフィラメント(刷子縁)

マウス腸切片/共焦点画像
マウス腸切片/LIGTHNING 画像

マルチカラーと超解像を同時適用

LIGHTNING 画像情報抽出システムでは、マルチカラーの超解像度画像を高速で取得できます。フィルター不要の TCS SP8 のスペクトル検出システムは、最大 5 チャンネルの同時取得が可能です。

マルチチャンネル取得は並列であるため、超解像チャンネル 1 本のみを持つソリューションに比べてはるかに高速でデータを入手できます。TCS SP8 顕微鏡で LIGHTNING を用いると、検出器 1 個のソリューションで 1 枚の単色画像を得るのと同じ時間で 8 枚のマルチカラー画像を取得することができます。

リアルタイムの超解像度

標準的な共焦点システムは分解能のために速度を犠牲にしています。

LIGHTNING は画像取得速度を維持します。すべてのチャンネルで TCS SP8 顕微鏡の最高フレームレート(40 fps @ 512× 512 画素)が保たれます。各チャンネルとも 120 nm までの超高解像度が得られます。この設定は、超高解像度チャンネルが 1 本しかない標準の共焦点チャンネルより優れています。

この能力により、ナノスケールでミリ秒級の速度で起こる動的現象も捕捉できます。このようにして細胞のダイナミクスを従来にないシャープネスで詳細に観察することが可能になります。

ゾウリムシ/左:共焦点画像。右:LIGHTNING 画像。試料:Anne Aubusson-Fleury(CNRS 12BC、フランス Gif-sur-Yvette)提供
Leica Application Suite (LAS) X LIGHTNING

最適な設定で再現性ある結果

LIGHTNING 画像情報抽出システムを用いる共焦点イメージングはアダプティブインテリジェンス技術に基づいており、試料のどの部分であれ観察した箇所の画像を最適化します。各画像と共に最終的なパラメータ群も保存されるので、観察条件が完全に記録され、したがって再現可能となります。LIGHTNING の画像から抽出された情報と洞察は必ず研究上の要請に応え得るものとなるでしょう。

LIGHTNING は SP8 システムに直接組み込まれ、共焦点イメージングのすべてのモデルをカバーします。このため最適の解像度と速度でのイメージングが可能です。1 つのスライダーで分解能に関連するすべてのパラメータの設定が可能です。

LIGHTNING にはさらに下記の特徴があります。

•統合的なオンライン画像取得システム - 後処理が不要

•タイムラプス記録、Mark & Find、タイルスキャン、ナビゲーターなどで得られる大きいデータセットも管理可能

LAS X 3D ビューアーにより LIGHTNING の 3D データを可視化

LAS X 定量化ツールにより LIGHTNING の画像を解析

オンザフライで画像データを取り込み

データ取得の流れに組み込まれた最新の GPU によって、LIGHTNING 画像情報抽出システムは従来にない高速度を実現します。LIGHTNING は、高度に並列化されシステムに対して最適化された GPU での処理を利用する NVIDIA 社の CUDA プラットフォームを完全にサポートしています。

これにより画像再構成の基本となっている条件付き反復処理の利点が十分に生かされます。これは、画像に含まれる情報を一瞬にして引き出すための、光学の原理に基づいた正しい方法です。