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살아있는 세포의 내부를 3D로 실시간 관찰할 수 있는 혁신적인 단층촬영 현미경!

모든 세포들은 독특하며 복잡한 내부구조를 지니고 있습니다. Nanolive 사는 세계 최초로 사용자가 별도의 label과정 없이 실시간으로 살아있는 세포의 내부를 3D로 관찰 할 수 있는 혁신적인 기술을 개발 하였습니다.

3D Cell Explorer는 생물학적 시스템의 내부를 비 침습적인 방법으로 빠르게 고해상도로 관찰 할 수 있습니다. 이러한 기능을 통해 사용자는 기존 시장에 판매되던 일반적인 현미경 시스템보다 높은 해상도를 지닌 전체 cell의 3D 이미지를 단 몇 초 만에 얻을 수 있습니다. 연구자 들은 3D Cell Explorer를 통해 살아있는 세포의 내부에서 어떠한 일이 일어나는지 실시간으로 경험할 수 있습니다!

3D Cell Explorer 의 크기는 대략적으로 38 x 45 x 17 cm 이며 최대 무게는 8 kg (17.64 lbs)입니다.

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Microscope Objective

Air 60x magnification with low power laser (λ = 520nm, sample exposure 2mW/mm2)

Resolution

Δxy = 200nm; Δz = 500nm

Field-of-View

~ 80㎛

Depth-of-Field

~ 30㎛

Tomography Frame Rate

3D image rate 0.5fps, full self-adjustment

자동 조절되는 holographic & tomographic microscope

Nanolive사의 tomographic holographic 3D microscope는 다년간의 연구와 작업의 결과물 입니다. Holography와 회전 스캐닝 방식을 조합하여, 3D Cell Explorer는 빛이 세포를 통과할 때의 변화를 측정 합니다.
예) 세포 내에서 물리적인 굴절률의(refractive index ,RI) 4D (X,Y,Z + Time) 분포.

샘플은 고배율의 air objective와 회전 illumination arm의 사이에 놓이게 됩니다. Diode laser에서 나온 Green light(520nm)은 sample과 reference beam 양쪽으로 나뉘어 이동합니다. 이러한 광학적 경로는 Mach–Zehnder interferometer 설정의 한 축을 형성 합니다.

Sample beam은 회전 illumination arm을 통해 큰 경사를 지니며 sample을 통과 합니다. 이때 sample을 통과한 beam과 reference beam을 조합하여 hologram이 디지털 카메라 상에서 녹화 됩니다. 이후 sample beam이 회전하며 낮은 각도로 조사되며 beam의 위치에 따른 hologram이 녹화되는 과정이 반복 됩니다.

단계에 걸친 hologram들이 촬영되면, 샘플상의 각각 plane의 고해상도 이미지가 컴퓨터 프로세싱을 통해 생성 됩니다. 향상된 이미지 해상도는 합성 조리개와 다중-관찰지점-holographic방법을 통해 완성 됩니다.

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Software STEVE

STEVE는 3D Cell Explorer 전용 software로써, 살아있는 세포의 소우주를 탐험하는데 필요한 모든 툴을 가지고 있습니다. 사용자 컴퓨터의 그래픽 처리장치를 사용하여, STEVE는 촬영 중에도 원활하게 구동 됩니다.

현미경을 조작할 수 있는 직관적인 STEVE의 사용환경을 통해, digital staining과 정량적인 분석을 통해 여러분의 데이터를 확인 할 수 있습니다. 만족할만한 실험결과가 도출되면 손쉽게 데이터를 공유하고 바로 3D 프린팅에도 활용 할 수 있습니다.

Software 특성

그래픽 처리장치로 가속화된 3D 처리 및 디스플레이

직관적인 그래픽 사용자 환경

물리적인 마커(refractive index)를 기반으로 한 정량적인 staining

출시예정

다양한 통계분석도구

내장된 Cell Cloud 접속 (옵션)

사용자 측정값의 안전한 보관

사용자 논문 데이터의 공유 및 친구와의 직접 공유

향상된 유지/보수

내장된 온라인 3D 프린팅

익명 공유를 통한 향상된 커뮤니티 기반의 분석도구

Nanolive Software
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Tomography of a Neuron

실시간 세포 단층촬영

3D Cell Explorer의 기술은 전세계적으로 유일하며, 핵심적인 국제 특허를 기반으로 합니다. (US & EU WO 2011/121523).

이러한 기술은 빛이 세포를 통과 할 때의 굴절률(Reflective Index, RI)을 이용 합니다. 이러한 값을 통해 우리는 세포의 물리적 상태를 측정 할 수 있습니다. 얻어지는 결과는 정량적인 세포의 tomography이며 in vitro 관찰을 위해 시료의 처리 및 다른 어떠한 준비 방법도 필요하지 않습니다.

Nanolive사의 기술에 대한 최근 논문 : Cotte Y. et al., Marker-free phase nanoscopy, Nature Photonics, 2013.

더 보기 Nature Photonics publication

자동 보정과 holographic tomography

Nanolive사의 혁명적인 기술은 holography와 회전 스캐닝 암 방식의 조합으로 이루어 집니다.

Holography 방식은 현재상태 그대로의 세포를 측정할 수 있게 해 줍니다. 이는 Label-free로 비 침습적이며 조작이 필요 없고 간섭이 없음을 의미 합니다. 회전 스캐닝 방식은 세포의 3D 재건이 가능하며 노이즈에 강하고, 받아들인 빛의 한계를 넘어선 해상도를 제공 합니다.

매 측정마다 최적의 결과를 얻기 위해 3D Cell Explorer의 Optic은 완전 자동 보정을 수행 합니다. 이는 환경에 관계없이 최적의 정렬 환경을 제공 합니다.

Nanolive Technology

기술비교

일반적인 형광현미경

전통적인 방식의 현미경 들은 세포내의 구성물질을 시각화 하기 위하여 화학적인 형광 물질을 필요로 합니다. 사용자는 시료를 어떠한 형광을 통해 염색 할지 와 그 시기를 결정해야 합니다. 일반적으로 이러한 과정은 1~72시간이 소요 되고 몇 개의 염색만이 가능 합니다.

3D Cell Explorer

3D Cell Explorer의 기술은 세포 내에서의 굴절률(RI)의 분포를 측정하여 제공 합니다. 사용자는 세포 부위를 염색할 색을 제한 없이 골라 ‘digital stain’ 할 수 있습니다. 이를 통해 염색 시약과 관련된 비용 및 시간을 줄일 수 있습니다.

STANDARD  일반적인 현미경

Standard 01 Standard 02 Standard 03 Standard 04 Standard 05

NANOLIVE  3D Cell Explorer

Nanolive 01 Nanolive 02 Nanolive 03 Nanolive 04 Nanolive 05

세포 생리학

나노 단위의 세부구조를 측정

저희는 저희의 기술이 살아있는 세포의 광학 현미경 관찰에 새로운 패러다임을 제시 할 것으로 믿습니다.

Nanolive 기술력을 통하여 :

비 침습적인 방법으로 살아있는 세포를 나노 단위로 관찰

굴절률(RI)의 분포를 통해 세포를 3D와 time lapse (4D)로 관찰

실시간 포괄적인 데이터의 획득

세포를 label 하기 위해 별도의 조작을 거치지 않으므로, 사용자는 세포의 생리적인 활성에 의한 반응을 정확하게 측정 할 수 있습니다. 세포의 변화 과정들을 실시간 kinetic 적으로 측정하여, 단일 세포와 세포내부 단위의 변화를 다양한 parameter를 사용하여 분석 할 수 있습니다.

Living Lymph Node Fibroblast
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