AxioCam HS Schnell. Präzise. Live. - Carl Zeiss

Mikroskopie von Carl Zeiss
AxioCam HS
Schnell. Präzise. Live.
Die High Speed-Kamera zur digitalen
Dokumentation dynamischer Prozesse

Bilder/s
Schnelle Prozesse brauchen
eine schnelle Kamera
Die Anforderungen im Live Cell Imaging verlangen
Imaging- und Mikroskopsysteme, die an die Grenzen
des technisch Möglichen gehen. Dazu braucht man
eine Kameratechnik, mit der schnelle veränderliche
Prozesse in lebenden Objekten präzise und zeitlich
hochaufgelöst erfasst werden können. Mit der
AxioCam HS präsentiert Carl Zeiss eine Hochleistungskamera,
die bewegte Bilder in Echtzeit auf die
Festplatte bringt. Mit bis zu 200 Bildern pro Sekunde*.
• Präzise Aufnahmen in höchster zeitlicher Auflösung
• Flexibel im Einsatz und einfach in der Handhabung
• Für jeden Bedarf in Monochrom und Farbe
Bildraten in Abhängigkeit von
Auslese- und Belichtungszeit**
In diesem Bereich ist die Bildrate
nur durch die Sensor-Auslesezeit
bestimmt
Belichtungszeit in ms
*Bei Binning 5 x 5, volles Kamerasehfeld
**Im Continuous Mode
In diesem Bereich ist die Bildrate
nur durch die Belichtungszeit
bestimmt
Die Beobachtung dynamischer Prozesse auf molekularer
Ebene erschließt sich ab sofort einem neuen,
breiten Anwenderkreis.
Die AxioCam HS von Carl Zeiss: Spezialistentechnik
wird Standard in Forschung und Analyse. Und das zu
einem hervorragenden Preis-/Leistungsverhältnis.
Der Leistungssprung: Bewegte
Bilder im Live Cell Imaging
Im Live Cell Imaging heißt Geschwindigkeit: Neuro-,
Zell- und Entwicklungsbiologie sowie Virologie und
Zoologie müssen Bewegungen und Veränderungen
von 0,1 µm/s bis > 1 µm/s erfassen. Die AxioCam HS
ist die schnellste "Blaue Zeiss" und erreicht, je nach
eingestellter Auflösung, eine Bildrate zwischen max.
60 bis 200 Bildern pro Sekunde – bei ausgezeichneter
Bildqualität. Durch die hohe Taktrate und die Empfindlichkeit
des Sensors wird die Bildrate nur durch die
erforderliche Belichtungszeit bestimmt, die extrem
kurz sein kann. Der FireWire Anschluss bringt das
Livebild in Echtzeit in Ihren Rechner. Für die High End-
Forschung ist dies ein enormer Fortschritt: schnell veränderliche
Vorgänge auf molekularer Ebene können
als bewegte Bildsequenzen digital dokumentiert und
analysiert werden.

Schnelle Zeitreihen: High Speed
Imaging an der Grenze des Machbaren
Hier bietet die AxioCam HS eine Fülle an Funktionalitäten.
• Durch Binning kann die Lichtempfindlichkeit bis
um das 25fache gesteigert und die Belichtungszeit
deutlich verkürzt werden (nur AxioCam HSm). Die
AxioCam HS erreicht damit selbst bei sehr schwachen
Fluoreszenzsignalen Bildraten bis zu 200 Bildern/s.
• Durch zusätzliches Einstellen des Bildausschnittes
(ROI) kann die Aufnahmegeschwindigkeit nochmals
gesteigert werden (siehe Tabelle).
• Das Überlappen von Auslesen und Belichten im
Continuous Mode ermöglicht zuverlässige, präzise
Aufnahmen sehr schneller Zeitreihen, z.B. bei
der Beobachtung von Interaktionen in lebenden
Zellen von Mikroorganismen.
Bildraten bei Kombination von Binning und
Sensor-Teilbereichen
Sensor-Teilbereich (ROI)
Binning 660 x 494 420 x 420 256 x 256 128 x 128 64 x 64
1x1 60 71 110 197 323
2x2 108 120 184 307 459
3x3 143 158 241 392 548
4x4 174 185 276 472 581
5x5 198 211 320 477 -
Randbedingungen:
AxioCam HSm, 1 ms Belichtungszeit, ohne Bilddarstellung, ROI in Sensormitte,
direktes Abspeichern von Rohdaten auf Festplatte, optimale PC-Konfiguration.
Wimpertierchen, Interferenzkontrast, 63x/1,4 Öl.
Ausgezeichnete Bildqualität
auch bei schwachen Signalen
Bei sehr hohen Aufnahmegeschwindigkeiten mit
kurzen Belichtungszeiten muss man nicht auf gute
Bildqualität verzichten. Mit 660 x 494 Pixeln bietet
die AxioCam HS eine adäquate Auflösung für
Anwendungen im Live Cell Imaging mit höher vergrößernden
Objektiven.
• 9,9 µm x 9,9 µm große Pixel ermöglichen die Aufnahme
auch lichtschwacher Signale, die mit einer
12 Bit AD-Wandlung mit hohem Dynamikumfang
digitalisiert werden können. Aufgrund der hohen
Signalqualität bei einem Dynamikumfang von
1:1800 können schwache Signale nachträglich
verstärkt und Kontrastunterschiede sauber herausgearbeitet
werden.
• Die zusätzliche Peltier-Kühlung minimiert Dunkelstrom
und Eigenrauschen und erlaubt auch lange
Belichtungszeiten.
• Die AxioCam HS arbeitet ohne Lüfter absolut
vibrationsfrei.

Carl Zeiss:
FluoresScience
Fluoreszenz ist die Grundlage vieler moderner Methoden
in den Life Sciences. Mit immer neuen und differenzierteren
Fluoreszenzanwendungen ist man heute
den molekularen Zusammenhängen im Zellinneren auf
der Spur. Die Anforderungen an die entsprechenden
Mikroskopsysteme wachsen.
Ihre Entwicklung – eine Wissenschaft für sich. Und eine
Aufgabe, auf die wir bei Carl Zeiss unser ganzes Engagement
und Know-how konzentrieren. Weil an den
Grenzen des Sichtbaren nur beste Werkzeuge zählen.
Mit der höchsten Effizienz. Mit den innovativsten Technologien.
Mit den leistungsfähigsten Imaging-Systemen.
Und mit ultraschnellen Kameras für das Live Cell
Imaging, die den Status quo des technisch Machbaren
markieren. Unserem Fokus auf die Schlüsselmethode
in der Erforschung des Lebens haben wir einen Namen
gegeben – Carl Zeiss: FluoresScience.
Humane Astrozytomzelllinie (Phasenkontrast
und GFP-Fluoreszenz).
Dr. Horst Wolff, GSF-Institut für
molekulare Virologie, München.
Humane Zervikalkarzinomzelllinie Hela.
Kamyar Hadian und Dr. Ruth Brack, GSF-
Institut für molekulare Virologie, München.

High End-Forschung
braucht Flexibilität
Die AxioCam HS ist speziell für die Anforderungen im
Live Cell Imaging entwickelt worden. Sie ist flexibel
und einfach in allen Anwendungsbereichen einsetzbar.
Vom Einzelbild bis zu komplexen schnellen Zeitreihen
bietet diese Kamera ein breites Spektrum an
möglichen Aufnahmeverfahren. Ein hoher Grad an
Automatisierung und die schnelle Synchronisation mit
anderen Komponenten liefern die gewünschte hohe
Präzision. Flexibilität und Präzision in Verbindung mit
optimierter Aufnahmegeschwindigkeit – das garantiert
Ihnen jederzeit zuverlässige, reproduzierbare
Ergebnisse.
Monochrom und Farbe
Für Fluoreszenz-Imaging perfekt ist die monochrome
Variante, die AxioCam HSm, mit getrennter
Aufnahme der Fluoreszenzkanäle, niedrigem Rauschen,
optimaler Auflösung und hoher Sensitivität
bei schwachen Fluoreszenzsignalen. Für Anwender,
die überwiegend lebende Mikroorganismen ohne
den Einsatz von Fluorochromen untersuchen, ist
die AxioCam HSc für Farbaufnahmen die Kamera
der Wahl.
Vom Einzelbild bis zu schnellen
multidimensionalen Zeitreihen
Die AxioCam HS deckt ein breites Spektrum an
Applikationen ab. Für die Aufnahme von schwach
Zellteilungen im Drosophila Embryo.
GFP Fluoreszenz.
Objektiv: EC Plan-Neofluar 20x/0,5.
leuchtenden fixierten Präparaten kann die Belichtungszeit
auf mehrere Sekunden eingestellt werden.
Die Digitalisierung erfolgt mit 12 Bit. Oder
komplexe Aufnahmen wie mehrdimensionale
schnelle Multikanal-Zeitreihen: z.B. Wachstumsvorgänge
über Zeit, Wellenlänge und Ort werden mit
sehr kurzer Belichtungszeit dokumentiert. Bei
wechselnden Aufnahmebedingungen schaltet die
AxioCam HS über schnell einstellbare Aufnahmeparameter
ohne großen Zeitverlust auf die entsprechende
Belichtungszeit um.
Anpassbares Datenvolumen
Vor allem bei langen Zeitreihenaufnahmen fallen
enorme Datenmengen an. Bei der Digitalisierung
und Speicherung solcher Daten haben Sie die Wahl
zwischen 8 oder 12 Bit. Sie können zwischen einer
höheren Bildqualität oder leichter zu handhabenden
Datenmengen entscheiden – je nachdem, was
für Ihre Applikation erforderlich ist.
Drosophila Oocyten.
3fach Fluoreszenz.
Optischer Schnitt mit
ApoTome.
Objektiv: Plan-Apochromat
20x/0,75.

Z-Stapelaufnahme des Embryonalstadiums
der nordamerikanischen Riffschnecke Crepidula.
Die Zellkerne sind mit DAPI in blau,
das Skelett ist durch YFP gelb gefärbt dargestellt.
Embryology Course, Woods Hole.
Kompaktes Format
Ob Imaging-Systeme für den Einstieg oder komplexe
Aufbauten mit voluminösen Inkubatoren: die
AxioCam HS lässt sich in jede Umgebung schnell
und einfach einpassen, weil sie kleinste Abmessungen
hat und kein externes Netzteil im Weg ist.
Real-time Recording ohne
Bildkompression
Gerade bei langer Aufnahmedauer ergibt sich ein
sehr großes Datenvolumen. In vielen Fällen müssen
diese Daten zur besseren Handhabung komprimiert
werden. Das verursacht Kompressionsartefakte und
mindert die Aussagekraft der Bilddaten. Mit der
AxioCam HS gehört dieses Problem durch direktes,
schritthaltendes Aufnehmen und Abspeichern der
Originaldaten auf die Festplatte der Vergangenheit
an. Bis zu 100 Gigabyte pro Stunde werden in Echtzeitqualität
direkt auf die Festplatte übertragen. Sie
sehen digital, was das Mikroskop sieht. Vollkommen
verlustfrei. In wissenschaftlich verwertbarer
Qualität für die Bildanalyse.
Höchste Präzision und
schnelle Synchronisation
Die hohe Präzision der AxioCam HS hat zwei Komponenten.
Erstens: die mögliche Überlappung von
Belichtung und Auslesen im Continuous Mode.
Die Geschwindigkeit wird dabei nur durch die erforderliche
Belichtungszeit bestimmt und nicht durch
die Auslesezeit des Sensors behindert. Dies ermöglicht
schnelle Zeitreihen-Aufnahmen von Bewegungen,
Diffusionsprozessen oder Wachstumsvorgängen
in exakt gleichmäßig und dicht gestaffelten Zeitabständen
zur extrem präzisen Dokumentation und
Analyse. Zweitens: schnelle Synchronisation. Externe
Geräte werden über Triggersignale perfekt mit
der Aufnahme synchronisiert. Für mehrdimensionale
Aufnahmen dynamischer Prozesse in lebenden
Zellen beispielsweise wird über die Trigger die
Umschaltung der Anregungswellenlänge externer
Fluoreszenz-Lichtquellen oder die Fahrt der z-Positionen
exakt auf die Bildaufnahme abgestimmt. Der
Vorteil: eine präzise Bildabtastung mit hoher Frequenz
wird auch in mehreren Dimensionen erreicht.

Eine High Speed-Kamera braucht ein
High End-Mikroskopsystem
Carl Zeiss bietet ein breites Spektrum an Systemkomponenten,
die alle eines gemeinsam haben: die
optimale Unterstützung der Applikationen des
Anwenders. Von externen Fluoreszenz-Lichtquellen
mit schnell umschaltbaren Anregungswellenlängen
über die schnelle Fokussierung bis hin zu Bildbearbeitung
und -analyse mit der AxioVision Software
sind sie im System als High Speed Cell Observer ®
optimal aufeinander abgestimmt.
AxioVision
Digitale Intelligenz: AxioVision
AxioVision von Carl Zeiss ist die Software-Plattform
für alle Anforderungen im Digital Imaging von der
Bilderfassung und -verarbeitung bis zur Bildanalyse
und -archivierung. AxioVision ist praxisorientiert,
intuitiv zu bedienen und einfach an individuelle
Anforderungen anzupassen. AxioVision bietet
Ihnen eine Fülle an Modulen, die auf Fluoreszenz-
Imaging und Live Cell Imaging zugeschnitten sind.
• Z-Stapel-Aufnahmen: hochgenau und präzise
reproduzierbar
• Mehrkanal-Fluoreszenz: mit Speichermöglichkeiten
in mehr als 8 Kanälen
• Zeitreihen-Aufnahmen: für die Dokumentation
dynamischer Prozesse von lebenden Proben
• Inside4D: für räumliche Visualisierung und Präsentation
• 3D Dekonvolution: für die mathematische Restauration
von optischen Schnitten
• IntMess: Interaktives Messen, z.B. von Grauwert-
Intensitäten über die Zeit
Gezeigt ist die Messung der Fluoreszenzintensität
mit Hilfe eines Linienprofils. Das
Profil zeigt deutlich die Konzentration des
Histon H2B Proteins, das an das fluoreszierende
Protein DsRed gekoppelt wurde.

Schnelle Mikroskope:
Axiovert 200 und Axio Imager
Forschungsmikroskope von Carl Zeiss sind weltweit
führend in Fluoreszenzmikroskopie und Live
Cell Imaging. Besonders das inverse Mikroskop
Axiovert 200 und das Fluoreszenzmikroskop
Axio Imager unterstützen die Aufnahme schneller
Prozesse gut durch
• zuverlässige und zeitsparende Automatisierung
vieler Vorgänge
• schnelle motorische Reflektorrevolver mit bis zu
10 Filterpositionen*
Systemschnittstellen der AxioCam HS:
Trigger und FireWire (IEEE 1394 a)
Stecker, gekapselter CCD Sensor mit
C-Mount Anschluss.
• beste Fluoreszenzoptik: hohe Beleuchtungshomogenität,
perfekter Kontrast und brillantes Bild
auch bei schwachen Lichtintensitäten
• Integration von diversen externen Komponenten
wie High Speed Shutter, schnelle externe Lichtquellen,
schnelle Fokussier-Einrichtungen
Der High Speed Cell Observer ® wird mit der
AxioCam HS noch leistungsfähiger. Für Sie bedeutet
dies eine Investition in die Zukunft. Und ein weiteres
Qualitätsversprechen von Carl Zeiss.
*Bei Axio Imager.Z1

AxioCam HS: Daten und Fakten
Sensor Sony ICX 414, progressives Auslesen
CCD Basisauflösung 660 (H) x 494 (V) = 330 K Pixel
Pixelgröße 9,9 µm (H) x 9,9 µm (V)
Sensorgröße 6,5 mm x 4,9 mm, entspricht 1 ⁄2"
Spektrale Empfindlichkeit HSc: ca. 400 bis 720 nm mit BG 40 IR-Sperrfilter
HSm: ca. 350 bis 1000 nm mit BK 7 Schutzglas
Dynamikumfang Typisch SNR 65 dB = 1 : 1800
Full Well Typisch 32 Ke
Ausleserauschen Typisch 17 e
Dunkelstrom Typisch 0,7 LSB/s, entspricht 5,4 e/Pixel/s
Auslese-Taktrate Max. 24,57 MHz
Zeitoptimierter Auslesemodus Bei Zeitreihen-Aufnahmen maximale Zeitauflösung durch
überlappendes Belichten und Auslesen des Sensors
Bildraten Ca. 60 Bilder/s in Basisauflösung bis ca. 200 Bilder/s bei
Binning 5 x 5 bei jeweils 1 ms, höhere Bildraten bei Kombination
von Binning und ROI (siehe Tabelle Seite 3)
Rohdatenrate Max. 28 MB/s oder 1,6 GB/Minute
(entsprechender Speicherausbau im PC erforderlich)
Datenaufnahme Schritthaltende Aufzeichnung von Rohdaten auf Festplatte
bei allen Bildraten (verfügbar ab 12/2005)
Belichtungszeiten Von 0,25 ms bis 60 s
Farboptimierung Bei Farbversion, 3200 K Standardwert
Verstärkung Analog 2x, digital in Software 16x
Binning Modi Binning Auflösung Pixel Bilder/s*
1 x 1 660 x 494 60
2 x 2 328 x 246 108
3 x 3 216 x 164 143
4 x 4 160 x 122 174
5 x 5 124 x 98 198
On Chip Binning in beiden Achsen (nur Monochrom-Version)
* Abhängig von Applikationssoftware
Bildausschnitt (ROI) Frei einstellbar
Digitalisierung 12 Bit AD-Wandler
Interface FireWire (IEEE 1394 a), mehrere Kameras am gleichen Bus
möglich
Steuersignal-Anschlüsse Trigger In/Out, TTL kompatibel, Polarität jeweils programmierbar,
einstellbare Verzögerung zur Synchronisation
von Verschlüssen
Gehäuse Aluminium, blau eloxiert, Kühlrippen,
11 cm x 8 cm x 4,5 cm, 350 g
Optisches Interface C-Mount Anschluss
Eindringtiefe für Objektive Max. 5 mm
Schutzglas BK 7 für HSm, vergütet, IR-Filter BG 40 für HSc, vergütet
CCD Kühlung Einstufige thermoelektrische Kühlung des Sensors (Peltier)
zur Minimierung des Dunkelstroms und thermischen Entkopplung
des Sensors von der Kameraelektronik, Wärmeableitung
ans Gehäuse ohne Lüfter
Dunkelstromkompensation Adaptiver Kompensationsalgorithmus im Treiber
Betriebssystem Microsoft® Windows 2000 Professional,
Microsoft® Windows XP Professional
Kamera Firmware Firmware Download möglich
Dual-Kamerabetrieb Möglich
Produktvarianten Monochrom und Farbe
Zulassungen CE, cUL für Kanada und USA
Stromversorgung 10 … 33 V Gleichspannung / 4 W, Speisung über das
FireWire Kabel (IEEE 1394 a) aus dem PC, kein externes
Netzteil erforderlich
Umgebungsbedingungen Betrieb +5° bis +35° Celsius, max. 80% Luftfeuchtigkeit, nicht
kondensierend, freie Luftzirkulation erforderlich
Carl Zeiss
Lichtmikroskopie
Postfach 4041
37030 Göttingen
Telefon: (0551) 5060 660
Telefax: (0551) 5060 464
E-Mail: mikro@zeiss.de
www.zeiss.de/axiocam
Relative Spektrale Empfindlichkeit AxioCam HSc mit BG 40 IR-Filter
Relative Antwort
Relative Spektrale Empfindlichkeit AxioCam HSm mit BK 7
Relative Antwort
Wellenlänge in nm
Relative Spektrale Empfindlichkeit AxioCam HSm mit BK 7
Relative Antwort
Wellenlänge in nm
(sichtbarer Bereich)
Wellenlänge in nm
(maximaler Bereich)
Gedruckt auf umweltfreundlich,
chlorfrei gebleichtem Papier.
Änderungen vorbehalten.
48-0054 d 04.2005