ZEISS Lightfield 4D

ZEISS LSM Lightfield 4D

生体や大型3D組織を
瞬時にボリュームで捉える
比類なきライブイメージング

One Snap. One Volume.

ZEISS LSM Lightfield 4D は、ある瞬間の空間データだけでなく瞬間瞬間の空間データを時系列で取得します。本機は、マルチレンズアレイを通して様々な角度と焦点から試料を眺め、その3次元情報をまるごと一挙に取得できるライトフィールド顕微鏡です。

1回のカメラ撮影で完全な3Dデータである「ボリューム」を瞬時に取得する機能により、共焦点顕微鏡を拡張します。この機能は、生体内の「活発な動き」を毎秒最大80ボリュームで取得し、大型組織を1分以内に3Dイメージングできます。

これまでの概念を覆すイメージ取得速度のため、試料固定や麻酔投与の必要がありません。

特定部位の瞬間動態カットも、超長期の全体俯瞰タイムラプスも

  • 毎秒 80 ボリューム

    脈動や神経回路などの「動き」を生体全体にわたって紐解くために

ZEISS LSM Lightfield 4D 技術資料をダウンロード

ボリュームイメージング技術のしくみと活用事例を掲載
Cover page preview of the technology note ZEISS Lightfield 4D

19ページの技術解説資料で、技術内容と活用例を確認できます

  • 本イメージング技術の紹介
  • 活用事例
  • 技術的な背景と原理
  • 直感的にすぐ使えるので導入も運用もスムーズに

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One Snap. One Volume.

生命は動き続けます。多くの神経的および生理的プロセスは非常に高速で進行するため、その位置データと時系列データを同時に正確に捉えることは困難です。そのため、従来法では「3Dボリューム情報」か「フレームレート」のどちらかを犠牲にせざるを得ませんでした。

ZEISS LSM Lightfield 4D は、このトレードオフを解消します。

ゼブラフィッシュ心臓の脈動やショウジョウバエの神経発火を、最大毎秒80ボリュームで高速に取得できます。「One Snap, One Volume」の撮像により、決定的な瞬間を見逃さず、動きによる歪みを根本から排除します。

 

動画:受精後3日のゼブラフィッシュ胚の拍動する心臓。心筋細胞核は mCherryで標識
提供:英国 シェフィールド大学 バイオサイエンス学部 Stone Elworthy 先生および Emily Noël 先生

Mouse embryo development from 8-cells to blastocyst. Embryos expressing membrane targeted tdTomato and nuclear H2B-GFP. Sample courtesy of Dr. Takafumi Ichikawa from Kyoto University Faculty of Medicine.

最小限の露光で、最大限の情報を獲得

生体試料の3D 情報取得は、特に大型試料において課題でした。Z スタックのために取得する各スライス画像には毎度の光照射を必要としますが、光照射はスライス面だけに限定されるわけではないので、ボリューム全体の有害な光毒量にまで簡単に達してしまうからです。

ZEISS LSM Lightfield 4D は、この光毒性に起因する問題を解決します。

スライスではなくボリュームとして「照射1回」で取得し、光負荷と光毒性を極小化。数時間から数日におよぶ発生過程、細胞移動、小胞の動き、さらには組織や個体レベルのダイナミクスまで、連続的に観察できます。

動画:マウス胚の発生過程(マウス着床前胚 8細胞期から胚盤胞期)membrane tdTomato / H2B-GFPを発現する胚を可視化
提供:京都大学大学院 医学研究科 市川 尚文 先生

高速画像取得で、スループットを向上

組織やウェルプレートにおけるスクリーニングは、これまで 2D で実施されてきました。3D化すると取得時間が延び、フォーカス制御の高難易度化や膨大なデータ運用など、技術的なハードルが一気に高くなるためです。

ZEISS LSM Lightfield 4D は、このワークフローを改善します。

マルチカラー3Dボリュームイメージを圧倒的な速度で取得し、Direct Processing で即時処理。サンプルスループットを引き上げ、統計的な信頼性を高めます。

 

動画:真菌分離株で感染させた上皮細胞層 : AF647-Phalloidin, AF488標識の抗真菌抗体を Hoechst で染色
提供:Quadram Institute Bioscience Emily Jones 博士

1つの顕微鏡で、ぜんぶ観る

動的プロセスと微細構造、どちらも観たい。時空間を縦横無尽に行き来して、時系列データも超解像データもぜんぶ観て撮りたい。研究には膨大なデータが必要です。しかしながら、何種類もの顕微鏡を使い分けると、切替により進捗が遅れると共に、サンプル負荷のリスクを伴います。

ZEISS LSM Lightfield 4D は、この切替に伴う課題を解決します。

ZEISS LSM 990 は、高速4Dボリューム計測と精細な形態観察を同一プラットフォームで実現します。つまり、そもそものハードウェア変更自体が不要で、ZENソフトウェアからワンクリックで 4D (Lightfield 4D)/超解像 (Airyscan)/共焦点を切り替えます。ワークフローは中断しません。

 

動画:厚切の脳組織で、ニューロンとアストロサイトを同時に可視化。Connectツールキットにより、複数イメージングモダリティと解析フローを1プロジェクトにまとめて管理できます
提供:Coimbra大学 CNC Coinbra顕微鏡イメージングセンター Luisa Cortes 先生

基礎から最適設定までを、AIに聞く

専用パーソナルAIである、「ZEISS Microscopy Copilot®」が、顕微鏡の基礎情報から具体的な LSM でのイメージング設定までをサポートします。顕微鏡 ZEN ソフトウェアからワンクリックで Microscopy Copilot にアクセスして使えます。

顕微鏡の効率的な使用方法を学習可能で、現作業に対する推奨情報にもすぐアクセスできるため、不慣れな方の習熟から、熟練者の実験手法ブラッシュアップまで、研究生産性を着実に高めます。

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