多機能・高速イメージングシステム MiCAM05-N256

サンプルデータ

MiCAM05-N256を使った脳スライス膜電位イメージング

サンプル	脳スライス
方法	電気刺激
蛍光色素	膜電位感受性色素 (Di-4-Anepps)
イメージングシステム	MiCAM05-N256
画素数	256x256
フレームレート	1,000fps (1.0msec/frame)
提供	徳島文理大学　神経科学研究所　冨永貴志先生

マウスの心房心筋細胞を用いた高速カルシウムイメージング

サンプル	新たに単離されたマウス心房心筋細胞。 細胞はラミニンでコーティングされたカバーガラス上に播種され、単離と同じ日に使用されました。
方法	細胞は灌流溶液を通して印加される電場によってペーシングされました。 イメージングは、20X レンズと SPECTRA-X Lumencor 光源を備えた Nikon DIAPHOT 300 顕微鏡で実行されました。
蛍光色素	カルシウム色素 (Fluo-4 AM)
イメージングシステム	MiCAM05-ULTIMA
画素数	256x256
フレームレート	200fps (5.0msec/frame)
提供	Dr. Roman Medvedev and Dr. Alexey Glukhov, Department of Medicine, University of Wisconsin-Madison

特長: カメラヘッド

ブレインビジョンが独自に設計・開発したCMOSイメージセンサーを搭載したカメラヘッドです。

N256カメラヘッド

大きなセンサーサイズと大きな画素サイズ

• 受光面サイズ: 17.6mm x 17.6mm
• 画素サイズ : 69μm x 69μm

画素数、高フレームレート、高S/N比のバランス

• 画素数: 256x256画素
• 最大フレームレート: 1,818 fps （256x256画素選択時）
• ダイナミックレンジ : 71dB

高速膜電位イメージングにおいて重要な要素であるフレームレート、空間解像度、S/N比の基本性能をバランスよく向上させました。

飽和電子数の切替による広ダイナミックレンジモードと高感度モード

• 広ダイナミックレンジモード（D-mode）: 3,000,000電子
• 高感度モード（S-mode） : 600,000電子

計測ソフトウェアからカメラの飽和電子数を切り替えることができ、広ダイナミックレンジモード（D-mode）と高感度モード（S-mode）の2つを使い分けることができます。

蛍光量の多い組織サンプルにはD-mode、蛍光量の少ない単層培養細胞にはS-modeを使用するなど、カメラ1台で多様な生物サンプルに対応することができるようになりました。

飽和電子数はサンプリングレートなどの設定に関係なく固定です。

ROI読出しによる高速フレームレート

プリセットされた部分読出し設定やマルチROI設定が選択可能になり、それに伴いより高速なフレームレートも設定できるようになります。20,000fps@32x32画素のような超高速撮影も可能です。

特長 : プロセッサ

USB3.0による高速データ伝送、ダイレクトレコーディング、長時間撮影

USB3.0インターフェースの採用により、プロセッサからパソコンへのデータ転送が大幅に高速になりました。これによって撮影と同時にデータファイルをHDDやSSDに直接保存することができ、RAM容量の制限を受けず数十分～数時間の長時間記録が可能になります。

おおよその撮影可能フレーム数と撮影可能時間 (1カメラモードで撮影、ディスク書き込みモードで記録）

記録媒体	画素数	フレームレート （fps）	撮影可能 フレーム数（枚）	撮影可能時間 （分）
SSD 1TB	256x256	500	6,840,000	228.0
		1,000	6,840,000	114.0
		1,818	6,840,000	62.7
	128x128	500	27,360,000	912.0
		1,000	27,360,000	456.0
		5,263	27,360,000	86.6

最大で4つのカメラが接続可能、完全同期撮影マルチカメラシステム

MiCAM05プロセッサには2つのカメラインターフェースボードが装着可能です。各カメラインターフェースボードには2つのカメラポートが装備されており、同タイプのカメラヘッドであれば最大4台まで接続できます。これによって多蛍光波長の同時計測や、異なるアングルからの立体撮影なども可能です。

輝度値常時出力機能が標準装備

これまでMiCAM ULTIMAの別売オプションユニット（MiCAM ULTIMA用 DAC/ADC拡張ボックス）で提供されていた輝度値常時出力機能がMiCAM05でも使用できるようになりました。

輝度値常時出力機能とは、モニター画面上の8点の輝度変化を8個のBNC端子から常時出力するもので、これによりデータ計測前後の輝度変化をオシロスコープ等の外部機器上で波形表示することができます。また計測ソフトウェア上で輝度変化をリアルタイムに表示することも可能です。

多波長励起イメージング用LED光源の同期点灯制御 （オプション）

励起波長の異なる複数の蛍光プローブで標識されたサンプルや、2波長励起1波長蛍光プローブを用いたイメージングの場合には、カメラのフレームタイミングと光源の点灯タイミングとを同期させる必要があります。

本機能はMiCAM05から複数のLED光源へ、各フレームタイミングと同期した点灯信号を出力するものです。これによりMiCAM05での撮影とLED点灯を容易に同期させることが可能です。

出力は最大4チャンネルで、各チャンネルから交互に信号が出力されるプリセットパターンが用意されています。市販のパルスジェネレーターなどを用いて点灯パターンを設定する必要はありません。

また、ソフトウェアでパルス遅延時間とパルス幅を指定することができますのでご使用になるLEDの立ち上がり・立ち下がり時間に合わせた細かな設定をすることが可能です。

多様なI/Oコネクタ、外部機器との親和性向上

従来のMiCAMに比べ多くの入出力コネクタが装備されており、画像取得と同期した信号出力や、外部機器からの信号入力に幅広く対応可能です。またカスタムメイドの拡張ユニットを装着できるスロットもあらかじめ用意されておりますので、実験に合わせてシステムを機能拡張することもできます。

光源点灯・出力自動制御

画像取得に同期した光源点灯制御のための出力端子のほか、カメラで捉えた画像の輝度飽和度がソフトウェアで設定した飽和度に近づくように励起光源の明るさを自動調整するための信号出力端子が用意されています。異なる試料でも背景光強度がほぼ均一になり、実験精度が向上します。

その他の特長

特別な設定が不要なターンキーシステム

高速イメージングに特化して設計されたハードウェアとそれを制御する専用計測ソフトウェア、パソコンで構成されています。使用するためには各コンポーネントをケーブルで繋ぐ以外、特別な設定・チューニングは必要ありません。システム導入後その日にデータ取得することも可能です。

プレ／ポストトリガー撮影機能内蔵

外部入力信号に同期してMiCAM05の撮影を開始させることが可能です。信号入力時を撮影開始点とするような撮影はもちろんのこと、信号入力前に起きた現象も撮影可能なプレ／ポストトリガー設定も可能です。

タイムラプス撮影機能

数分～数時間で変化する現象をインターバル撮影します、撮影時のみ照明するため、試料のダメージを最小限に抑え、安定した基線のデータの取得が期待できます。

高解像度カメラ制御機能（オプション機能）

1920x1200画素の高解像度カメラBV-XB1カメラの制御が可能になります。細胞内Ca2+動態やフラビン蛍光、各種FRETイメージングなどに活用できるほか、MiCAM05による生体内高速イメージングと同期した動物行動の撮影などの応用も可能です。

ソフトウェア

計測/解析ソフトウェア BV Workbench

BV Workbenchは、MiCAM05-N256を制御する画像取得ソフトウェアです。 画像の取得と信号の入出力制御に加えて、動画の再生、波形表示、フィルター機能などの解析機能も含まれています。 マウスを使用して簡単に操作できる直感的なユーザーインターフェイスを備えています。

仕様

システム全体
品名	多機能高速光計測システム MiCAM05-N256	多機能高速光計測システム MiCAM05-HR
品番	MC05-N256	MC05-HR
標準システム構成	カメラヘッド（1-2）、プロセッサ、ケーブル類、専用コンピュータ、液晶モニター、 計測ソフトウェア、解析ソフトウェア
Supported OS	Windows 7/10/11 64bit
カメラヘッド部
品名	N256カメラ	HRカメラ
品番	MC-N256CAM	02HRCM
イメージセンサー	オリジナルCMOS	Sony CCD
画素数（H x V）	256 x 256	380 x 244
受光面サイズ（H x V）	17.6mm x 17.6mm	6.4mm x 4.8mm
画素サイズ（H x V）	69μm x 69μm	16.8μm x 19.6μm
シャッターモード	グローバルシャッター	グローバルシャッター
空間解像度と最大フレームレート （1カメラ接続時）	1,923fp (256x256画素) 3,125fps (192x192画素) 5,556fps (128x128画素) 20,000fps (32x32画素)	143fps (380x244画素) 270fps (188x120画素) 455fps (92x60画素)
量子効率	55%@550nm / 50%@600nm	75%@550nm / 50%@700nm
飽和電子数	3,000,000電子 / 600,000電子（切替式）	100,000e- (180x120px) / 12,000e- (180x120px, H-bin)
暗ノイズ	500電子 / 130電子	60電子 (3.7ms,180x120画素) / 20電子 (3.7ms,180x120画素,H-bin)
レンズマウント	オリジナルM42マウント （オプション：CまたはFマウント）	Cマウント
インターフェース	専用カメラケーブル	専用カメラケーブル
寸法（WxHxD）	80mm x 80mm x 50mm	62mm x 52mm x 46mm
重量	474g	100g
プロセッサ部
品名	MiCAM05プロセッサ
品番	MC05PRC
カメラインターフェース	1 （最大2）
カメラポート	2 （最大4）
拡張ユニット用スロット	1
内蔵メモリ容量	4GB （最大8GB）
同期記録用アナログ入力	4チャンネル
刺激パルス出力	2チャンネル
外部トリガー信号入力	1チャンネル
光源点灯制御信号出力	1チャンネル
フレーム同期信号入出力	1チャンネル
リアルタイム輝度モニター出力	8チャンネル
光源制御出力	2チャンネル
電流出力	2チャンネル
アクイジションステータス出力	1チャンネル
トリガー待ちステータス出力	1チャンネル
デジタルI/Oポート	1 （25ピン）
トリガーモード	ソフトウェア、TTL信号入力、アナログ信号入力、オプションユニット使用
データ転送方式	USB3.0（画像計測用）/ USB2.0（リアルタイム輝度モニター用）
データ記録モード	PCメモリー使用、またはドライブ（SSD/HDD）直接書き込み
記録可能最大フレーム数	計測設定に依存
電源	AC100V-230V、50Hz/60Hz 150W
ヒューズ	T2A L 250V
寸法	430mm (W)　x 350mm(D) x 75mm（H）
重量	6.2kg
標準/オプション機能
単発計測	標準
長時間計測	標準
加算平均計測	標準
高速部分読出し	標準
タイムラプス撮影	標準
高解像度カメラ制御	オプション
計測ソフトウェア	標準
解析ソフトウェア	標準

選択可能画素数 (HxV)		最大フレームレート（fps）
		NR Mode OFF	NR Mode ON / 2回平均	NR Mode ON / 4回平均
256x256	全画素読出	1,818	1,923	1,031
192x192	正方形領域	2,941	3,125	1,695
128x128		5,263	5,556	3,333
64x64		12,500	12,500	8,333
256x128	横長矩形領域	3,333	3,448	1,887
256x64		5,882	5,555	3,226
256x32		9,091	8,333	5,000
128x256	縦長矩形領域	3,030	3,333	1,852
64x256		4,348	5,000	3,125
32x256		5,556	7,143	4,762
32x32	16ブロック	2,381	2,632	1,724
	15ブロック	2,500	2,778	1,818
	14ブロック	2,703	2,941	1,961
	13ブロック	2,857	3,125	2,083
	12ブロック	3,125	3,448	2,273
	11ブロック	3,333	3,704	2,439
	10ブロック	3,704	4,000	2,703
	9ブロック	4,000	4,348	2,941
	8ブロック	4,545	5,000	3,226
	7ブロック	5,000	5,556	3,704
	6ブロック	5,556	6,250	4,167
	5ブロック	6,667	7,143	5,000
	4ブロック	7,692	8,333	5,882
	3ブロック	10,000	11,111	7,692
	2ブロック	12,500	14,286	10,000
	1ブロック	20,000	20,000	16,667