超解析结构光源


Enli Tech 超解析结构光源为使用者提供传统视野照明无法达成的时空精密调整功能,如光遗传学(Optogenetics)、光活化(Photoactivation)、解旋(Uncaging)、光刺激(Photostimulation)、光生理学(Optophysiology)、光漂白(Photobleaching)以及传感器感光单元串音效应(Cross talk) 等主动照明应用的理想光源。

EnliTech 超解析结构光源-时空精密调整功能 EnliTech 超解析结构光源-时空精密调整功能 EnliTech 超解析结构光源-时空精密调整功能 

超解析结构光源是主动照明应用的理想光源,提供时空精密调整功能

Enli Tech 超解析结构光源结合显微镜使用,实现使用者精准调变照明光源空间、时间和光谱特性的想像,让复杂图案光束高速照映在样品上,达成次细胞尺度的局部精细照明需求,快速推进照明光束高精确时空调变特性需求的光遗传学研究与技术发展;结构光源借由传递不同颜色及高时空解析调变的优势,精准的刺激/抑制神经元细胞的电讯号传递行为,甚至结合免疫技术达到活化/抑制细胞内蛋白质的调控,从而实现单细胞、多细胞、蛋白质等高复杂性神经回路和细胞讯息传递的功能研究及应用。

EnliTech 超解需结构光源-光遗传学应用 EnliTech 超解需结构光源-光遗传学应用

光遗传学(Optogenetics)-结构光源借由传递不同颜色及高时空解析调变的优势,精准的刺激/抑制神经元细胞的电讯号传递行为

超解析结构光源 规格
Optical Transmission 360 nm to 800 nm
Light Source 425 nm to 650 nm
Peaks:450/25 nm, 550/40 nm, 630/20 nm
Extinction ratio > 1500:1
Maximum Frame Rate @ 8bit 120 FPS (frame/sec)
Minimum exposure time @ 8bit 8.3 ms
Input trigger / Output trigger TTL, BNC connector
Output trigger delay User Programmable (ms)

● 实现任意形状、大小与复杂光强分布的照明光罩

● 高精确性空间照明,避免非目标样本受到照射/刺激

● 具备无时差照明特性,可同时刺激/照明任意区域与数量

● 同时提供样品无光环境与光照射(刺激)环境

● 高空间及时间控制特性,让自动化高复杂性动态照明成为可能

● 高速(120Hz)图样变化与照映,满足生物需求

● 多色光源,可同时进行激发/抑制、光漂白/活化和解旋

● 相容多种光源类型,如雷射、发光二极体、汞灯、卤素灯

● 高使用寿命与低维护成本

● 建构于LabView仪控程式平台上,容易操作也便于整合

光焱科技突破光学极限,为了克服并解决产业界及研究学者对于量测三维微结构的需求,开发出三维超解析影像演算技术,整合超解析结构光源时空调控之特性,以及高速奈米移控同步系统,打造可应用于工程工业及生医生技领域的全方位Enli Tech SIM超高解析显微镜

超高解析显微镜内建不同的三维超解析影像演算技术,依据生物与非生物样品表面不同的光学特性进行三维影像的运算与重建,可应用的领域如下:


工程工业领域:半导体/材料制程/生物医材应用

IC晶片内微机电制程的三维结构(半导体)

● 钙钛矿镀膜三维结构(材料制程)

● LED发光晶片电极三维结构(材料制程)

● 太阳能电池电极三维结构(材料制程)

● 生物微流道晶片三维结构(生物医材)


生医生技领域:生医/生技/医疗应用

● 干细胞与癌细胞基础研究(三维荧光与细胞膜三维结构)

● 化学与物理性刺激抗癌疗效研究(三维荧光与细胞膜三维结构)

● 癌细胞转移控制与抑制研究(三维荧光与细胞膜三维结构)

● 遗传调控与基因研究(三维荧光与细胞膜三维结构)

● 精准医疗(三维荧光与细胞膜三维结构)

超 解  析 结 构 光 源 于 钙 钛 矿 镀 膜 之 应 用

诞生于19世纪量子点研究的钙钛矿,在科学家混掺各种有机无机材料的研究下,发现混掺不同有机无机材料的钙钛矿薄膜,具有许多优异的特性,并在近几年中加速许多重要光电应用的推进,例如钙钛矿薄膜应用于太阳能电池,不仅光电转换效率直逼矽晶材料,更提供了较低的制程成本;钙钛矿薄膜也被应用在发光二极体制作应用中,借由钙钛矿薄膜中掺混的不同比例卤素材料,让PeLED的发光波长涵盖了从绿光到近红外光的范围;有机无机钙钛矿薄膜高光学增益特性也被投入雷射制作的领域,可作为雷射的增益介质或是雷射共振腔;更有科学家尝试将钙钛矿薄膜应用于半导体记忆体领域中。

钙钛矿薄膜令人惊艳的地方在于,钙钛矿与不同种类不同比例的有机无机材料混掺制作后,钙钛矿薄膜能呈现出不同的光电特性,同时也导致钙钛矿薄膜晶粒微结构的相异,因此量化钙钛矿薄膜上晶粒微结构的尺寸,如下图所示,对于科学家研究钙钛矿薄膜成份比例与光电特性是非常重要的,不仅能让科学家连结钙钛矿薄膜成份比例、晶粒微结构尺寸与光电特性变数之间的关系和影响,更提供量化的结果帮助科学家用数字化回朔调整钙钛矿薄膜成份比例,而不需要等到花费需多的时间与资源将样品制作完成后,才能测试其光电特性来修正该如何调整钙钛矿薄膜制作的成份比例。


Enli Tech_Perovskite thin film


钙钛矿薄膜晶粒三维微结构量化:

能提供科学家量化的科学数值更清楚了解薄膜成份比例与光电特性变数之间的关系和影响,帮助科学家用数字化结果回朔调整钙钛矿薄膜成份比例,节省许多后端制程时间与资源的浪费。

目前能提供钙钛矿薄膜晶粒三维微结构量化的工具有扫描式电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)与超高解析显微镜(SIM)其优缺点如下:

建构于超解析结构光源的超高解析显微镜(SIM)是上述工具中CP值最高最适合使用者用来量化钙钛矿薄膜晶粒的三维微结构,超高解析显微镜(SIM)更能提供扫描式电子显微镜(SEM)与原子力显微镜(AFM)无法提供的荧光影像,由于钙钛矿薄膜晶粒内部的缺陷,会表征在荧光的强度上,因此荧光影像能显现出钙钛矿薄膜晶粒内部缺陷并作为区域缺陷研究与工艺改善的指引。在使用上超高解析显微镜(SIM)不需要负担天价的设备费用、维护与耗材费用,也不需要进行样品检测的前置处理,更不用担心样品在量测过程中因高能电子束的照射,而受到的内部损害与表层的物理性破坏。

Enli Tech_Perovskite thin film 2

▲ 钙钛矿薄膜荧光影像:超高解析显微镜(SIM)更能提供SEMAFM无法提供的荧光影像


超 解  析  结 构 光 源 于 活 体 细 胞 之 应 用     

活体细胞的研究对于疾病的检测与医疗技术的进步是非常重要的,传统的生医技术与研究流程如下:

Step 1. 细胞株培养 --> Step 2. 施加化学(如药物、生长激素等)或物理(如光、电、液压等)刺激 --> Step 3. 收集大量实验组细胞与对照组细胞 --> Step 4. 分离细胞蛋白质 --> Step 5. 比对外加刺激与细胞蛋白质浓度的差异与变化

然而细胞受到外界(环境)刺激后,会产生相对应变化的不只有蛋白质浓度,同时也会表征在细胞膜形貌的变化,细胞膜是细胞最大且重要的结构,因此科学家若能获得量化的细胞膜形貌变化数值,如下图,就能串连起外界环境)刺激、细胞膜形貌数值变化与细胞行为反应现象之间的关系和影响,更能借由量化的细胞膜形貌数据变化回朔调整施加的刺激种类或是刺激程度,从而节省传统流程中需大量培养并收集对照组与实验组细胞(Step 3),再使用生技设备分离细胞蛋白质(Step 4)后,比对外加刺激与蛋白质浓度的变化(Step 5),经过漫长的时间与步骤后才能推测该如何调整施加的刺激,这一系列繁琐的流程不仅耗费大量的时间与资源,且在执行的过程中更存在样品遭受污染的高风险。

● 细胞膜形貌数值量化提供科学家科学数值,清楚呈现施加的刺激程度与细胞反应现象之间的关系和影响,帮助科学家用数字化结果回朔调整外加的刺激种类或是刺激程度,节省许多传统生物流程所花费的时间与资源浪费。

细胞膜形貌数值量化

传统细胞膜形貌影像需用荧光分子染色细胞膜,再量测重建细胞膜的三维形貌,但文献指出经过荧光分子染色后的细胞其活性、行为与反应皆与正常培养之细胞有所差异,因此若能不经由荧光分子染色,而取得细胞膜形貌数值,就能呈现较接近自然的细胞反应与行为。目前不经荧光染色而能提供细胞膜形貌数值量化的工具有扫描式电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)与超高解析显微镜(SIM),其优缺点如下:

各式显微镜优缺点

建构于超解析结构光源的超高解析显微镜(SIM)是上述工具中CP值最高且最适合用来量化活体细胞膜形貌结构的工具,超高解析显微镜(SIM)能模拟活体细胞样品培养的环境,提供活体细胞膜的三维形貌结构,作为细胞反应研究与外加刺激调控的指引。使用过程中超高解析显微镜(SIM)不需要负担天价的设备费用、维护与耗材费用,也不需要进行样品检测的前置处理,更不用担心样品在量测过程中因高能电子束的照射,而受到的内部与表层的伤害。

● 活体神经细胞膜形貌量化超高解析显微镜(SIM)能在外加高功率雷射点光源刺激的环境下,捕捉活体细胞膜随时间改变的三维形貌结构的变化。

活体神经细胞膜形貌量化