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Inper Vista 多通道光纤记录系统

多通道光纤记录系统,采用 sCMOS 相机采集荧光信号,结合 Inper Signal 与 Inper Plot,实现行为同步、事件标记和数据分析。

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Inper Vista

多通道光纤记录系统

在自由活动条件下观察神经活动与行为之间的联系。将钙信号与神经递质荧光变化对齐行为和实验事件,比较不同记录位点或实验条件下的响应,为理解神经环路如何参与行为提供研究线索。

Inper Vista 主机、显示荧光曲线的电脑和接入光纤的小鼠

系统特点

从荧光采集到实验联动

sCMOS 成像、多波长光源与同步采集,连接神经信号、行为和外部设备。

Inper Vista 主机正面

sCMOS 成像采集

高灵敏度相机采集荧光;常规型号最高 300 fps,Vista 320 P 最高 500 fps。

多波长组合

按型号提供 410、470、561、640 nm 激发光组合,匹配绿色、红色及兼容远红探针。

多位点 ROI

自动识别光纤端面,并支持手动调整、增减 ROI。常规配置 9 路,A 型号 4 路,支持定制扩展。

8 路数字 I/O

每路可独立配置为输入或输出,与外部设备交换 TTL 事件信号。

模拟信号同步扩展

连接 ADC 扩展盒后,可同步采集 8 路模拟信号,单路采样率最高 30 kHz。

行为视频同步

支持多个摄像头同步录制;AI 追踪保存动物轨迹,区域事件可用于 Marker 与 TTL 联动。

实时处理与质量评估

采集中进行平滑、滤波、偏移扣除、线性拟合扣减和 ΔF/F 计算,随时查看信号质量。

按实验节奏记录

连续或间隔记录;开始和结束分别设置立即、延时、指定时刻或外部信号触发。

同位点记录与刺激

荧光激发与光遗传刺激交替出光,把记录结果与实验干预连接。适用组合按型号和探针配置。

工作原理

从荧光变化,读出神经活动

荧光探针把神经活动转换为光信号,光纤将它带回主机。

荧光探针表达与插芯针植入示意

标记与植入

在目标脑区表达钙指示剂(如 GCaMPs、RCaMPs)或神经递质探针,并植入插芯针。神经活动改变局部荧光强度。

激发光与荧光光路示意

激发与收集

主机按所选波长输出激发光,经光纤到达目标区域;

返回的荧光经滤光片分离后由 sCMOS 相机记录。

ΔF/F 示例曲线

计算 ΔF/F

软件扣减背景并计算 ΔF/F,得到荧光随时间的相对变化,可与行为和刺激事件对照。图为示例曲线。

激发与发射光谱

光学与探针

选对波长 读懂荧光

在同一张光谱图中对照常用探针的激发光谱(Ex,虚线)与发射光谱(Em,实线)。选择右侧波长,查看对应的激发与发射曲线。激发光需要与探针的激发谱匹配,检测范围则需要覆盖其发射谱;曲线为归一化光谱示意。

多通道记录

多个位点,同一次采集

一台主机连接多个记录位点

一台主机通过多路光纤连接不同记录位点,在同一次采集中比较它们的荧光变化。通道数可按需求定制扩展;图中连接为示意。

Inper Signal · 采集软件

清晰查看采集与处理设置

采集、实时处理与开始停止条件集中管理;Config 可保存实验参数,界面支持中英文及合轴/分轴显示。

侧栏设置激发光、曝光、帧率、增益和记录模式,工具栏连接 Video、Marker、Output 与采集控制。 示例界面展示四个 ROI、完整参数与各通道同步的钙信号曲线。

Inper Signal · 行为同步

行为画面与荧光曲线,同步记录

多个摄像头的视频与荧光信号一起保存,回看时互相对应。

Inper Signal · 事件标记

超过阈值,自动标记

设定 ΔF/F 阈值后,关键信号自动打标,并可输出 TTL 与外部设备同步。 阈值标记演示:采集中超过设定 ΔF/F 的信号被自动标记,便于快速定位需要复查的时段。 阈值示意采用两次幅度较小、快速上升后缓慢回落的钙信号变化;信号先越过阈值,再生成 Marker 与 TTL。曲线、标记、时间轴和滚动条按同一进度更新。

Inper Signal · 区域事件联动

AI 无标记识别,按区域事件联动

AI 算法自动识别并追踪动物,无需给动物佩戴位置标记。可在视频中定义目标区域,分别设置进入、离开或停留至指定时长的条件,自动添加 Marker 或输出 TTL,并保存运动轨迹。支持 CPP、RTPP、OFT 等多种实验场景,把动物所在位置、事件时刻与荧光记录放在一起查看,便于围绕特定行为状态组织实验。下方演示呈现区域条件与标记/输出的对应关系。

自动 Marker

TTL 输出

Vista 主机后面板接口

主机接口

让记录连接更多设备

从电脑通信到外部设备联动,Vista 后面板将采集所需的连接集中在一起。USB 接口连接电脑进行仪器通信与数据采集,数字 I/O 接收或发送 TTL 事件,Expansion 接口连接扩展盒以同步采集模拟信号。兼容光遗传设备可通过相应接口接入记录光路;右侧光纤出口通过跳线把激发光送往动物端,并收集返回的荧光。选择下方接口说明,即可查看对应位置与连接用途。

同位点光遗传

刺激穿插于采集之间,减少光学干扰

在同一脑区同步记录并进行光遗传干预,结合行为事件比较刺激前后的响应,也可依据信号触发刺激。激发光先于 sCMOS 曝光开启、晚于曝光关闭,刺激穿插在采集窗口之间,减少光学干扰。下图仅示意时序关系,不代表具体脉宽或采样参数。

透明时序示意:先开启激发光,再开始 sCMOS 曝光,曝光结束后关闭激发光;刺激位于采集窗口之间

扩展应用

动态血氧监测

以动态光谱法监测 SpO₂,支持动物自由活动时采集,可捕捉血氧的快速波动,并可与光纤记录、光遗传结合实现闭环。主界面动态示例将两路钙信号与血氧监测的模拟输入放在同一时间轴查看,曲线、时间刻度与滚动条同步变化。曲线用于展示界面,模拟输入以 V 显示,不等同于校准后的血氧百分比。传感方式、测量部位与校准按配置确定。

同步模拟采集

让钙信号与脑电、心电共用时间轴

ADC 扩展盒连接主机后,可同步采集外部设备的模拟输出,将脑电(EEG)、心电(ECG)以及其他生理信号与光纤记录对照。扩展盒提供 8 路模拟输入,每路采样率最高 30 kHz;脑电、心电等信号由兼容的传感器或放大器输出后接入,传感、量程与校准按具体配置确定。示例主界面将两路钙信号与脑电、心电放大器的模拟电压分轴显示,便于按同一时刻比较;曲线为界面示意。

Inper Plot · 分析软件

无需编程,从预处理到统计

从项目导入、信号与事件预处理,到分组、事件对齐、统计和图形导出,在同一软件中完成。ΔF/F、Z-Score、Heatmap 等结果支持导出为 SVG 矢量图、PNG 图片及数据表格。

Inper Vista 主机正面

Edit 管理信号、事件与视频,Plot 负责分组、计算与出图;项目保存处理结果和分组信息,便于继续分析。 创建或打开 .ipproj 项目,导入 Inper Signal 数据及配套视频,并查看采集参数。支持读取兼容格式的外部电信号;数据复制到项目后再编辑,保留原始数据,保存项目时同时保存新数据和 Group 信息。

配件与耗材

从信号连接到实验扩展

选择胶囊查看配件用途,按实验配置选配。

Vista 研究动态

选择研究筛选器以显示文章。

光学与采集

探测器

sCMOS 相机

激发中心波长

410、470、561 nm;四色型号 Vista 410 另含 640 nm

发射采集范围

503–538 nm(470 nm 激发);582–619 nm(561 nm 激发);四色型号 670–710 nm

激发光功率

1–100 μW,调节精度 1 μW

采样帧率

1–300 fps;Vista 320 P 高帧率版 500 fps

曝光时间

1–100 ms

增益

1–24 倍

光纤通道

可设置 9 路,可定制扩展;A 型号限 4 路

接口与联动

数字 I/O

8 路,每路可配置为输入或输出

模拟输入

ADC 扩展盒 8 路,单路最高 30 kHz

光遗传

Vista 120、220、320、320 P 配 Compact 635 激光器;激发光与刺激光交替输出

控制方式

实时、延时、定时、外部信号

事件输出

ΔF/F 超阈值或区域事件时可输出 TTL

软件

采集软件

Inper Signal:实时处理与质量评估、事件标记、行为同步、AI 追踪、Config 参数存档

分析软件

Inper Plot:预处理与基线、事件与 Spike 分析、分组统计、视频同步回放

数据导出

ΔF/F、Z-Score、Heatmap 等导出为 SVG 矢量图

软件更新

联网 OTA 在线升级

标准配置

适用型号

Vista 110、110 A、120、210、210 A、220、310、310 A、320、320 P

主机

光纤记录仪 ×1

光功率计

UT385 ×1

插芯针

A9644 ×20

插芯针夹持器

SCH-1.25 ×1

光纤

弱自发荧光单通道光纤 844A8 ×1

套管

黑色套管 MS125 ×100

软件

Inper Signal、Inper Plot 各 1 套(U 盘安装)

光遗传型号另配

Compact 635 激光器 ×1

电脑要求(非标配)

内存

16 GB 及以上

操作系统

Windows 10

接口

至少 1 个 USB 3.0

处理器

建议 Intel Core i7 及以上

显卡

独立显卡