Nikon
株式会社ニコンインストルメンツカンパニー|Japan
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生細胞タイムラプスイメージング装置
BioStation IM-Q

培養から高感度タイムラプス画像取得・解析まで、これ一台で簡単に!

BioStation IM-Qは、コンパクトなボディにインキュベーター、顕微鏡、高感度冷却CCDカメラを搭載。培養とイメージングに必要なすべての要素が一体化されているので、信頼性の高いタイムラプスイメージングが安定した環境下で簡単に行えます。
さらに、長時間観察で大きな問題となるフォーカスドリフトを、温度、振動の側面からも解消し、失敗のないタイムラプスイメージングを実現。また、暗室不要で蛍光タイムラプス画像取得が可能。解析ソフトウェアで定量化まで行えます。

高感度冷却CCDカメラを搭載

高感度のモノクロ冷却CCDカメラを搭載。高感度により露出時間を短縮できるため、蛍光の褪色を軽減し、サンプルに与えるストレスを抑えます。さらに、冷却機構により熱ノイズの発生を防ぎ、微弱な蛍光も確実に捉えます。
迷光を排除するためのノイズターミネーター機構を蛍光装置に採用し、ノイズの少ない、高S/N比の画像を実現しました。

細胞にやさしい環境を維持

培養、観察、画像取得の3つの機能を省スペースに凝縮。タイムラプス観察システム構築に必要とされた面倒な調整も一切不要です。これ一台だけで、生きた細胞の反応を、より自然に近い状態で観察・記録することができます。

防振・断熱構造

振動吸収材を用いて筐体の振動を顕微鏡・カメラに伝えない構造を実現。ヒーターの熱もカメラ・制御部から遮断する設計を採用。より安定した画像取得が行えます。

数日間にわたる撮影にも、常にフォーカスをキープ

内蔵のヒーターとファンによって、チャンバー外部や顕微鏡まで含めた温度を精密に制御。また、焦準機構には熱膨張を起こさない素材を採用。温度変化によるフォーカスドリフトを解消し、数日間の長期にわたる実験においても、失敗のないタイムラプスを可能にします。
BioStation IM-Qは、ステージではなく、対物レンズを動かすことにより、ディッシュを全く動かすことなく観察点を移動でき、細胞へのストレスも低減します。

だれでも簡単、楽々操作!

パソコンからの簡単操作

PCからのフル電動制御を実現。顕微鏡やカメラの操作に慣れていない方にも、簡単に観察・撮影が可能。培養ディッシュをセットし、GUI上で撮影条件を設定するだけで、タイムラプス画像取得が自動的に行えます。

1. 培養容器をチャンバーにセット

2. ライブ画像を見ながら撮影条件を決め、タイムラプススタート

3. 画像取得・解析

Z座標指定ファイル出力

Zスタック画像の中から任意のZ軸画像を時間ごとに選択して動画出力が可能。細胞分裂などによるピント位置の変化にも柔軟に対応できます。

ストリーミング撮影

10fpsでの高速撮影を、指定した時間間隔で行います。心筋細胞の拍動などの速い動きも逃さず記録できます。

エルゴコントローラー

顕微鏡と同様の感覚でXYZ制御できるエルゴコントローラー。倍率や蛍光フィルターの切替え、撮影・観察方法の切替え、蛍光シャッターのON/OFFなども行えます。

広視野表示

画像のタイリングによって6mm×6mmの広範囲を表示することが可能。標本の全体像が観察できるため、タイムラプス観察を行うポイントを容易に選択して指定できます。

選択できる、2つの解析ソフト(オプション)

画像統合ソフトウェアNIS-Elements AR

ニコン独自の顕微鏡用画像統合ソフトウェアNIS−Elements ARは、6次元までの多次元画像の取得から画像処理、解析データの管理まで可能です。
わかりやすく使いやすいインターフェースで、大量の多次元Zスタックシーケンス画像も簡単に整理・データベース化できます。複雑化する高度なアプリケーションに対応する各種のオプション機能も充実しています。

デコンボリューション

厚みのある標本や蛍光像を撮影したときに発生しやすいボケやにじみを画像から除去できます。

セルカウント

二値化した結果に対するオブジェクトカウントや面積、輝度などの変化を解析できます。

スライスビュー

XY、XZ、YZ面の断面像が、一画面上で確認できます。

立体再構築

取得したZスタック画像から3次元画像を構築できます。

BioStationシリーズ専用画像解析ソフトウェアCL-Quant

位相差像での自動認識を実現!

無染色(ラベルフリー)の位相差画像の中から細胞領域を自動的に認識して計測します。従来の2値化処理ではなく独自のアルゴリズムを用いることで、非侵襲に定量的な解析が行えます。学習機能により、認識精度を向上させることも可能です。

解析例:セルカウント、スクラッチテスト、成長曲線、トラッキング、ステムセルコロニー解析など

スクラッチアッセイの定量化

細胞が遊走していく過程を位相差観察(2日間のタイムラプス観察)し、 細胞が存在しない領域(青)を自動抽出させた。細胞が存在しない領域の面積の減少をグラフ化した(右)。

細胞認識の例


INS-1


PC12

アプリケーションの幅を広げるオプション機器

4連ディッシュチャンバー

4連ディッシュを自動的に切り替えながら1ウェルごとに撮影します。一回のタイムラプス実験において4つの異なる条件での観察が同時進行で行え、比較解析も容易です。


対応容器:Nalge Nunc社Lab-Tek™ 4ウェル
chambered covergalss(No.155383)

4連ディッシュチャンバー操作画面

ニコンが開発した、マルチサンプル観察が可能な4分割ディッシュ

1枚のディッシュでマルチサンプルの観察が行えます。メニスカス防止カバーの採用により、溶液表面のレンズ効果によるディストーションを防ぎ、より精度の高い位相差観察が可能になります。
BioStation IM-Qには、4分割ディッシュ用の位置決めアダプターをご用意。ソフトウェアの専用モードにより、観察ポイントを4分割の象限に割り付けることができます。

  1. 対象機種:CELL-S2モデル
  2. 特許出願中

一度に4つの条件で観察できます。

インキュベーター内に設置可能な投薬ユニット


培地交換セット

装置本体を開閉することなく、培養環境を維持したまま薬液投与・培地交換が行えます。長期タイムラプス観察や薬効の判定などが可能になります。

*:4連ディッシュチャンバー、4分割ディッシュと同時には使用できません。

  1. コンパクトサイズで装置のインキュベーター内に収まるため、培地や薬液を培養環境と同じ温度で保つことができます。外付けの保温機器が必要ありません。
  2. 溶液ボトルが2本設置できます。薬液と培地をそれぞれのボトルにセットし、薬液の投与後に培地によるウォッシュアウトを行うことで、薬効をより正確に確認できます。
  3. すべてのパーツがオートクレーブ(高温高圧蒸気による滅菌)可能です。


投薬は指先ひとつで行えます。

フォーカスドリフトのない、長期間のタイムラプス観察を実現

ヒトES細胞の造血細胞への分化過程


3×3画面の広域観察

【撮影方法】
BioStationIMプラスチックタイプ+培地交換セットで倍率10倍で撮影
8分間隔で4週間の長期間観察

画像ご提供:京都大学 iPS細胞研究所(CiRA) 臨床応用研究部門 中畑研究室 丹羽先生

ラット海馬ニューロンの長期間タイムラプス観察

ラット海馬ニューロンのmembrane anchored GFP(膜アンカー型GFP)をイメージング。120時間の長期間タイムラプスイメージングを行いました。

画像ご提供:京都大学物質-細胞総合システム拠点 中田千枝子先生、根本悠宇里先生、土方博子先生、楠見明弘先生

マウス受精卵の胚盤胞形成までのタイムラプス観察

マウス受精卵の胚盤胞が形成されるまでをタイムラプス観察。途中で胚盤胞用培地に交換し、合計105時間観察。40X(培地交換前)、80X(培地交換後)で撮影しました。

画像ご提供:Centrum voor Reproductieve Geneeskunde, Laboratorium IVF, Z-VUB Brussels Ronny Janssens先生

MDCK細胞のスクラッチアッセイ

MDCK細胞のスクラッチアッセイ。倍率20X、1分間隔で合計3時間観察しました。

画像ご提供:INSERM, Universite Paris-Sud Orsay, France  Laurence Mery先生(Journal of Cell Science 123, 1449-1459)

マウスiPS細胞のコロニー形成過程

MEFフィーダー細胞上にOct4, Sox2, cMyc, Klf4で初期化したマウスiPS細胞を播種。倍率20X、10分間隔で60時間観察しました。

画像ご提供:System BioScience Inc.

主な仕様

  CELL-S2 CELL-S2-P
対応培養容器 Φ35mmガラスボトムディッシュ、
Φ35mm4分割ディッシュ、
Nalge Nunc社Lab-Tek™4ウェル
chambered coverglass(No.155383)
ガラスプレパラート
Φ35mmプラスチックボトムディッシュ、
ガラスプレパラート
温度制御 37℃±0.1℃
湿度制御 95%以上
加湿水供給 組込ボトル(270ml)
CO2供給 外部混合機で濃度流量設定
透過位相差観察 位相リング:DL、照明:赤色LED
落射蛍光観察 照明:外部光源Intensilightより水銀照明をファイバー導入、
蛍光フィルターカセット:2個まで搭載可能、
視野絞り:矩形絞りを倍率連動切り換え、ノイズターミネーター内蔵
対物レンズ倍率 対物レンズ倍率対物レンズ40×
(中間レンズ切替で20×、40×、80×)
NA 0.8
対物レンズ20×
(中間レンズ切替で10×、20×、40×)、
NA 0.5(補正環付き)
カメラ 高感度130万画素モノクロ冷却カメラ、
記録画素数:1280×960、640×480(ビニング)
データフォーマット データフォーマットICS-IDS、JPEG、BMP、TIFF、PNG(静止画)、AV(I 動画)
撮影範囲 XY:6×6mm(対物レンズ移動)、Z:1.25mm
タイムラプス設定 最大99点までの任意のXYZポイントを登録可能、Zスタック画像取得可能、
ストリーミング撮影可能
広視野表示 画像のタイリングにより6mm×6mmの視野を表示可能
解析機能 トーンカーブ補正、サチレーション確認、輝度スクリーニング、
輝度値変化表示、レシオ表示、ブレ補正処理など
温度ログ グラフ表示可能
消費電力 1160VA
(IM-Q:300VA、照明装置Intensilight:130VA、パソコン:475VA、モニター:55VA、ガス混合機:200VA)
筐体寸法 220W×620D×400H mm(突起部を除く)
質量 約30kg

*:4連ディッシュチャンバーをご使用ください。

システム図

IM-Q システム図

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