使用一台荧光显微镜实现多种成像模式

摘要

本文介绍了一种构建集成显微系统的实用指南，该系统以经济高效的方式将传统的落射荧光成像、基于单分子检测的超分辨率成像以及多色单分子检测（包括单分子荧光共振能量转移成像）整合到一个装置中。

摘要

荧光显微镜是检测生物分子的一种强大工具 原位 并实时监测它们的动态变化和相互作用。除了传统的落射荧光显微镜外，已发展出多种成像技术以实现特定的实验目标。其中一些广泛应用的技术包括单分子荧光共振能量转移（smFRET），该技术可报告埃级分辨率下的构象变化和分子相互作用，以及基于单分子检测的超分辨率（SR）成像，该技术可将空间分辨率提高约十倍 相较于衍射受限显微镜，分辨率可提高至二十倍。本文介绍一种用户定制的集成化系统，该系统将多种成像方法整合于一台显微镜中，包括传统的落射荧光成像、基于单分子检测的超分辨成像，以及多色单分子检测成像（含单分子FRET成像）。通过切换光学元件，可轻松且可重复地实现不同成像模式。该装置易于被生物科学领域的各类研究实验室采用，尤其适用于需要常规开展多样化成像实验的单位，在成本和空间占用方面显著优于分别为特定用途搭建独立显微镜的方案。

引言

荧光显微镜是现代生命科学研究的重要工具，许多生物学实验室 routinely 进行荧光成像。通过将目标生物分子与荧光染料标记结合，我们可以在显微镜下直接观察它们，并记录其在活体（in vivo）或体外（in vitro）条件下随时间变化的定位、构象、相互作用及组装状态。^1,2 传统的荧光显微镜受限于衍射极限，其空间分辨率在横向约为 200 - 300 nm，轴向约为 500 - 700 nm，因此仅适用于百纳米至微米尺度的成像。为了揭示分子组装或组织结构中的更精细细节，目前已开发出多种能够突破衍射极限的超分辨率（SR）显微技术。实现超分辨率的策略包括利用非线性光学效应，如受激发射损耗（STED）显微术^3,4 和结构光照明显微术（SIM）^5,6,7；基于单分子随机检测的方法，如随机光学重建显微术（STORM）⁸ 和光激活定位显微术（PALM）⁹；以及上述两类方法的结合，例如 MINFLUX¹⁰。在这些超分辨率显微技术中，基于单分子检测的超分辨率显微镜可相对容易地从单分子显微系统改装而来。通过对目标生物分子上标记的光激活荧光蛋白（FPs）或可光切换染料进行重复激活与成像，空间分辨率可达 10 - 20 nm¹¹。为了实时获取分子间相互作用和构象动态的信息，需要达到埃至纳米级的分辨率。smFRET^12,13 是实现该分辨率的一种方法。通常情况下，根据所研究的生物学问题，需要采用具有不同空间分辨率的成像方法。

通常，每种成像方式都需要特定的激发和/或发射光路配置。例如，单分子检测中最常用的照明方法之一是全内反射（TIR），该方法需要通过棱镜或物镜实现特定的激发角度。对于单分子FRET（smFRET）检测，供体和受体染料的发射光需要在空间上分离，并导向电子倍增电荷耦合器件（EMCCD）的不同区域，这可通过在发射光路中放置一系列反射镜和二向色分光镜来实现。对于三维（3-D）超分辨（SR）成像，需要在发射光路中加入光学元件（如柱面透镜¹⁴），以产生像散效应。因此，自行搭建或商业化的集成显微镜通常针对特定成像方法进行功能优化，难以在同一系统上灵活切换不同的成像模式。本文介绍一种成本较低、功能混合的系统，可在三种不同成像方法之间实现可调节且可重复的切换：传统基于衍射极限分辨率的落射荧光成像、基于单分子检测的超分辨成像，以及多色单分子检测（包括smFRET成像）（图1A）。具体而言，本系统采用光纤耦合输入的多色激光器进行激发，并在激发光路中配备商用照明臂，可程序化控制激发角度，从而在落射模式和TIR模式之间切换。在发射光路中，显微镜主体内安装了一个可拆卸的自制柱面透镜盒，用于实现3-D超分辨成像；同时，在EMCCD相机前放置了一个商用分光器，可根据需要选择性启用，以同时检测多个发射通道。

方案

1. 显微镜的设计与组装

1. 激发路径
   注意：激发光路包括激光器、微分干涉差（DIC）组件、显微镜主体及其照明臂。
   1. 准备一个隔振光学平台。例如，一个尺寸为 48 x 96 x 12 英寸的结构阻尼平台可为所有组件提供足够的空间。
      注意：在具有温度控制的房间内搭建装置（例如，21.4 ± 0.55 °C）。温度稳定性对维持光学对准至关重要。
   2. 安装配备有用于光纤连接的照明臂、100倍油浸TIRF物镜和微分干涉差（DIC）组件的显微镜主体。
   3. 放置四个激光头（647 nm、561 nm、488 nm 和 405 nm，用圆圈标出） 图1B）及其散热器固定在光学平台上，并确保发射的激光束高度相同且尽可能短，以保证良好的稳定性（例如, 3’’).
      注意：如果某个激光头的高度低于其他激光器，则应在下方放置一块足够厚度的铝板。务必确保散热器与光学平台之间最大程度接触，以实现最佳散热效果。图1B）。激光器的功率必须足够用于超分辨率成像。参见 材料表建议在二极管激光器前安装激光清理滤光片。
   4. 通过外设组件互连（PCI）接口在工作站中安装数据采集卡，并将激光器与此卡连接。通过该卡的晶体管-晶体管逻辑（TTL）输出控制激光器的开关行为，通过其模拟输出控制激光器的功率调节。图1C安装合适的显微成像软件（商业或自研），以控制数据采集卡和显微镜主体。
   5. 安装反射镜和二向色分光镜（590、525 和 470 长通滤光片）至各自的镜座上。反射镜应使用非常稳定的镜架。使用带固定环的圆形分光镜，以避免二向色分光镜发生任何弯曲图1D).
   6. 将反射镜和二向色镜放置在光学平台上，以合并激光束（图1B）。为了实现最稳定的对准，应使整个装置尽可能紧凑，并使用1英寸厚度的光学支杆。激光器的排列应使波长较短的激光器更靠近光纤耦合端。图1B因为短波长的光在空气中散射更明显。
   7. 将激光束耦合至单模光纤中。为此，通过以下步骤在笼式系统中构建光纤耦合器：
      1. 将光纤适配器板安装至 z 轴平移调节架中（图1E，最左侧图面板）。
      2. 安装一个消色差双合透镜（焦距 = 7.5 mm）到笼式平台中（图1E，左侧第二个图板）。
      3. 通过延长杆将上述两个部分连接起来，形成一个笼式结构。使用安装支架将笼式结构固定在1英寸厚的光学支架上（图1E，中间图板）。
      4. 首先使用单模光纤（FC/APC端连接至耦合器）对准647 nm激光器。
         注意：在使用单模光纤之前，先使用多模光纤进行粗略对准，可能有助于对准过程。调整反射镜和二向色镜的角度（图1D，通过调节旋钮），以及消色差双合透镜与光纤适配板之间的距离（图1E通过调节z轴平移装置，使激光器通过光纤输出的激光功率达到最大。
      5. 完成第一台激光器的准直后，临时安装一对光阑，并依次准直其余各台激光器（图1F）。使用功率计检查对准效率。
      6. 在适配板前方保留一个虹膜，以减少激光的反射。
         注意：强烈的背向反射会缩短激光光源的使用寿命。可根据需要在每个激光头前安装一个光学隔离器，以完全消除反射。
   8. 将光纤的另一端连接到显微镜的照明臂上（图1H).
   9. 通过以下步骤设计并安装“放大透镜（mag lens）”：
      注意：激光器可用于样品的落射荧光成像，但每束激光的光束尺寸较窄，导致样品被照区域远小于相应相机传感器的实际成像面积，尤其是对于新型相机（对角线长度为18.8 mm，而传统相机为11.6 mm）。因此，建议扩束以实现对样品更大且更均匀的照明。
      1. 设计可安装到照明臂中的磁透镜（图1H).
         注意：磁透镜的设计取决于其安装位置。 图1H 展示了照明臂中安装的一个示例，但其可安装于激光束准直后的任意位置（参见 讨论）。使用计算机辅助设计与制图软件进行设计。
      2. 放置两个消色差透镜，其中一个为凹透镜（焦距 = f₁），以及一个凸透镜（焦距 = f₂）置于自制的磁透镜支架中（图 2A 和 2C），其间距等于它们的焦距之和 f₁ + f₂ = (-25) + 50 = 25 mm图2B).
         注意：通过选择此焦距，放大镜使光束扩展了 f₂/|f₁| = 2倍。磁透镜具有多功能性，可将其移除以恢复常规照明，而不扩展光束（图 2D）或反向插入，以聚焦激光束，从而获得更强的激发强度。

2. 发射光路

注意：发射光路由一个可拆卸的柱面透镜、一个滤光轮、一个发射光分束器和一个EMCCD相机组成（图1G）。为了获得单分子最佳的点扩散函数（PSF），需将微分干涉（DIC）棱镜移出物镜光路。

1. 定制设计圆柱透镜（3-D 透镜）卡匣，使其能够插入显微镜机身的手动 DIC 分析器插槽中（图 3C）。
   注意：此设计不会影响 DIC 分析器的使用，因为分析器模块可插入滤光片转轮中。
2. 将焦距为 10 m 的 3-D 透镜放入卡匣中，并将其插入发射光路，以产生必要的像散效应，从而提取每个单分子的 z 坐标¹⁴。
   注意：可选择将 3-D 透镜卡匣置入或移出发射光路（图 3C）。
3. 在显微镜机身内的滤光片转轮中安装多通道二向色分光镜。
4. 安装发射滤光片。
   注意：发射滤光片的选择取决于所使用的荧光染料。根据成像模块的不同，发射滤光片可安装在不同位置，具体如下：
   1. 对于顺序多色落射荧光成像或超分辨成像，使用安装在显微镜机身旁的屏障滤光片轮中的发射滤光片，以在通道切换期间最小化显微镜机身的振动（图 1G）。
   2. 对于同时多色检测（例如，单分子 FRET 实验），在发射分光器中安装另一组滤光片（详见步骤 4）。
      注意：通常，商用发射分光器具有两种可切换模式（即，“启用”或“旁路”模式）。为了在同时多色成像中实现发射光的色散分离（“启用”模式），需使用包含两个二向色分光镜和三个发射滤光片的滤光片组（“三合一滤光片组”，图 4C 和 4D），并与屏障滤光片轮中的空位配合使用。而对于顺序多色成像，则用仅内置镜面的滤光片组（“旁路滤光片组”，图 4A 和 4D）替代三合一滤光片组。
5. 将 EMCCD 相机作为发射光路的最后一个组件进行安装。利用 USB-PCI 连接以实现高帧率成像。
   注意：推荐使用 EMCCD 相机以实现最灵敏的单分子检测，但先进的 sCMOS 相机也可作为替代方案。

3. 使用落射式激发进行衍射极限成像

1. 调整照明臂中激发激光的入射角度至倒置模式（epi-mode）。
2. 如已启用，解除3-D镜头（图3C，右侧面板）。
3. 在发射分光镜中插入旁路滤光立方体（图 4A 和 4E，底层面板）。
4. （可选）插入放大镜头以扩大照明区域（图2D，左侧面板）。
   注意：使用放大镜头与100倍油浸物镜时，可实现约91 × 91 µm² 的均匀照明，无需使用白光光源和多个滤光立方体。
5. 使用显微成像软件采集多通道、和/或Z轴层扫、和/或延时图像。
   注意：目前有多种显微成像软件可供选择，不仅来自显微镜制造商，也包括第三方公司或开源开发者提供的程序。

4. 包括单分子FRET在内的多通道单分子成像

注意：将滤光轮移至“空”位置，以便所有波长的发射光均可到达发射光分离器中的第二组滤光片/二向色镜。

1. 为了使用TIRF激发进行表面固定分子的多色单分子检测¹⁵（包括smFRET测量），调节激发激光的入射角至TIRF角。解除放大镜片和三维（3-D）镜片的连接。
2. 通过以下步骤在发射分光器中启用三通道模式（图1G）：
   1. 将旁路立方体更换为“校准立方体”，使光可通过所有通道（图 4B 和 4E）。
   2. 在DIC模式下开启相机（即，屏障滤光轮中无发射滤光片），并调节发射分光器的光圈，直至屏幕上出现三个完全分离的通道。
      注：此步骤应在室内灯光开启的条件下进行，以便观察所有通道。
   3. 旋转发射分光器上的垂直/水平调节旋钮，粗略对齐三个通道（图 4E 和 4F）。
   4. 关闭相机，将校准立方体更换为三通道立方体（图 4C 和 4E）。
   5. 将含有100 nm多通道微珠的样品置于100倍物镜上方，并对样品进行聚焦。
   6. 开启相机和488 nm激光器，放大至其中一个明亮的微珠，再次旋转调节旋钮，精细对齐三个通道（图 4E 和 4G）。
      注：100 nm多通道微珠在488 nm激发下可发射不同波长的光，从而实现三通道对齐。
3. 开启相机和激光器，进行聚焦并找到一个斑点密度合适的视野。调节激光功率和曝光时间，以获得可接受的信噪比和光漂白水平。使用显微成像软件采集时间序列图像。

5. SR 成像

注意：这是基于单分子检测的超分辨率显微技术。

1. 设置SR成像时，插入3-D镜头并移除放大镜头。在相应的激光通道中设置相机的曝光时间（例如，5 - 60 毫秒）。确定并手动调节激发激光的入射角至全内反射荧光（TIRF）角。
2. 将样品置于SR成像缓冲液中¹⁶让缓冲液平衡至少10分钟后再进行成像。
   注意：SR成像缓冲液约1小时后失效，因此需相应配制新鲜的SR成像缓冲液。
3. 在进行超分辨率成像前，先获取微分干涉差（DIC）图像。为了找到适用于超分辨率成像的最佳物镜高度，以优化像散效应，需利用DIC成像确定细胞的中位平面。该平面可通过细胞图像由“亮”变“暗”并呈现透明状态时对应的高度来识别。图 5A, 5B，以及 5C）。确定所需的焦平面后，启动 z 轴漂移校正系统（图1A).
4. 进行SR成像。调整405 nm激光功率，以保持“闪烁开启”斑点的合理密度。
   注意：虽然可以手动调节405 nm激光，但更便捷的方法是运行程序化的数据采集代码，以维持“闪烁开启”斑点的密度。以下是一个自动操作的示例。源代码可应要求提供。图6).
   1. 以 0 W/cm² 的功率密度开始成像采集² 紫色激光功率
   2. 在特定时间段内统计闪烁出现的斑点数量。
   3. 调节紫色激光功率，使视野中闪烁出现的点数量保持在用户定义的“计数阈值”以上。当闪烁出现的点数量低于计数阈值时，增加紫色激光功率。
   4. 当闪烁亮起的点数在使用最大紫光激光功率时降至计数阈值以下，终止采集。
      注意：最大值可根据样品亮度设置为不同数值，但不得超过 130 W/cm²根据SR成像的实际目标，可随时手动终止该自动采集程序。
5. 采集开始后立即检查光斑的闪烁行为和点扩散函数（PSFs）。
   注意：如果闪烁行为不理想，可调整激发激光的入射角度或更换成像缓冲液。预期会观察到点扩散函数（PSF）呈现“垂直”、“水平”和“菱形”形状，分别代表来自焦平面下方、上方以及焦平面内的荧光分子。图5D）。如果大多数斑点显示为垂直或水平的点扩散函数（PSF），则表明焦平面偏离了细胞中心，此时应终止实验并重新调整焦平面。浸油中存在气泡或其他局部因素可能影响PSF的质量，因此可能需要更换浸油或更换样品的成像区域。
6. 对于数据分析，使用开源（NIH ImageJ 插件中）或商业化的代码，以检测每帧图像中每个斑点的质心，并根据 x 和 y 方向的宽度提取每个斑点的 z 值¹⁴.
   注意：本报告中使用的源代码最初是在基于单分子检测的超分辨率成像技术最早期研究之一中开发的⁸ 已修改用于三维检测¹⁶ 并被使用。
7. 对于双色成像，先对激发波长较长的荧光染料进行成像，随后对激发波长较短的荧光染料进行成像。运行自动采集程序，步骤类似于5.4中所述，但使用不同的成像激光器。
   注意：应在不同荧光染料的图像之间校正色差（例如，红色染料和黄绿色染料）。步骤如下。
   1. 将多个100 nm多通道微球固定在玻璃盖玻片上，避免形成团块。
   2. 在不同的激发通道下对它们进行成像。
   3. 通过软件提取其（X, Y, Z）坐标（步骤 5.6）。
   4. 绘制 ΔX_i X_1i - X_2i 和 ΔY_i = Y_1i - Y_2i （i 代表不同的微珠，1 和 2 代表不同的颜色通道）分别进行，并使用适当的函数进行拟合。保存这些函数。
      注意：线性函数在大多数情况下已足够。一旦确定这些函数，便无需在每次成像时重复此测量。
   5. 在对目标样本进行实际的双色超分辨成像时，应用相应函数校正（X, Y）方向的色差。对于Z方向的色差，通过获取ΔZ = Z₁ - Z₂ 用于与待测样本共同接种的多通道微球或已知参考多通道样本。
      注意：与（X，Y）方向色差不同，Z方向色差在每次实验中的可重复性较差，主要原因是通道切换时Z方向对焦未能完全保持。因此，建议每次实验均进行校正。ΔZ = Z₁ - Z₂ 在很大程度上独立于（X，Y），因此每个感兴趣的样本区域仅需少量微珠或参考样品即可。将构建的最终双色超分辨率图像导入三维可视化软件，并手动检查ΔZ。

结果

该显微镜支持在不同成像方法之间灵活且可重复地切换。此处展示了使用每种成像模块采集的样本图像。

图 5D 展示了在超分辨率成像过程中闪烁开启分子的点扩散函数（PSF）。通过重建数千张此类图像，生成最终的超分辨率图像（图5E). 图5E 显示了与上图荧光显微图像中相同的细菌调控RNA 图7A. 图7 显示一个小的调控RNA的代表性落射荧光图像 大肠杆菌 细胞和U2OS哺乳动物细胞中的mRNA。两种RNA均通过荧光标记的DNA寡核苷酸进行标记 原位 杂交¹⁷.

讨论

这种混合显微镜系统消除了购买多台显微镜的需求。所有部件的总成本，包括光学平台、平台安装人工、软件和工作站，约为23万美元。定制加工部件（包括磁透镜和三维透镜）的成本约为700美元（具体费用取决于不同机构的实际收费标准）。目前市面上常见的基于单分子检测的超分辨显微成像集成系统价格通常超过30万至40万美元，且在没有白光光源的情况下，难以实现单分子荧光共振能量转移（smFRET）测量，或在合理视场范围内进行落射照明成像。因此，本文所介绍的方法能够以显著降低的成本实现相当于多台显微镜的成像功能。

该调制显微镜系统可基于不同制造商的显微镜主体构建。3-D透镜可安装在发射光路中的任意位置，包括发射分光器内部、显微镜主体内部，或滤光轮与物镜转盘之间的可用空间。然而，3-D透镜的物理位置将决定其实现最佳像散效应以进行3-D超分辨（SR）成像所需的焦距。我们建议初始选择10米的焦距。放大透镜（mag lens）本质上是安装在激发光路中的一个扩束系统。如果激发激光器为自由空间耦合（i.e., 未使用光纤），则在激光束准直后的任意位置安装此类扩束系统都非常简便。如果激发激光器为光纤耦...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
尼康 Ti-E 显微镜支架	尼康	Ti-E
物镜	尼康	100X NA 1.49 CFI HP TIRF
显微成像软件	尼康	NIS-Elements 高级研究/HC	HC 包括 "职位招聘" 模块，该程序化采集模块用于SR成像。
照明臂	尼康	Ti-TIRF-EM 电动照明单元 M	该臂上设有用于放大镜片的插槽
分析模块	尼康	Ti-A	这被安装在滤光片转轮中。
Z轴漂移校正系统	尼康	无进展生存期	该系统由物镜转换器上的步进电机、红外发光二极管（IR LED）和探测器组成。
光学平台桌面	TMC	783-655-02R
光学平台底座	TMC	14-426-35
647 nm 激光器	Cobolt	90346 (0647-06-01-0120-100)	647 nm 120 mW 调制激光二极管，包含激光头、CDRH 控制盒、USB 线缆和 PSU（电源单元）
561 nm 激光器	相干的	1280721	OBIS 561 nm LS 150 mW 激光系统
488 nm 激光器	Cobolt	90308 (0488-06-01-0060-100)	488 nm 60 mW 调制激光二极管，包含激光头、CDRH 控制盒、USB 线缆和电源装置（PSU）
405 nm 激光器	Crystalaser	DL405-025-O	405（±5）nm，25 mW，圆形，M2 <1.3，低噪声，连续波，TTL 信号频率高达 20 MHz。配备 2 个用于 TTL 的 BNC 接口 &和模拟调节
散热器	Cobolt	11658 (HS-03)	两个部件：无风扇散热片 HS-03，适用于 647 nm 和 488 nm 激光器的散热片
散热器	相干的	1193289	Obis 带风扇散热片，165 x 50 x 50 mm，用于 561 nm 激光器
CAB-USB-miniUSB	Cobolt	10908	两套单元，用于647 nm和488 nm激光器的通信电缆
用于高度调节的铝制部件	McMaster-Carr	9146T35	多功能6061铝合金矩形棒，4毫米 × 40毫米，1英尺长，用于抬升561纳米激光器
用于高度调节的铝制部件	McMaster-Carr	8975K248	多功能6061铝合金，1-1/4" 厚 X 3" 宽度 × 1 英尺长度，用于提升 405 nm 激光
BNC 电缆	L-com	CC58C-6	RG58C 同轴电缆，BNC 公头/公头，6.0 英尺
BNC 适配器	L-com	BA1087	同轴适配器，BNC穿墙式，接地型
SMA转BNC适配器	HOD	SMA-870	Cobolt MLD 激光器具有 SMA 接口，因此该适配器用于 BNC 连接。
SMB 转 BNC 适配器	费尔维微波	FMC1638316-12	SMB 插头转 BNC 母头面板安装电缆 RG316 同轴线，12 英寸，适用于 Coherent Obis 激光器
数据采集卡	国家仪器公司	PCI-6723	13位、32通道、800 kS/s模拟输出设备，用于控制激光器、微分干涉差（DIC）LED等
屏障滤光轮控制器	Sutter Instrument	Lambda 10-B	光学滤光片转换器
发射光分离器	凯恩	OptoSplit III
二向色分光镜	色度	T640LPXR-UF2	OptoSplit III 中用于分离红色发射光与绿色发射光的二向色分光镜
二向色分光镜	Chroma	T565LPXR-UF2	分色镜分离绿色 &以及在OptoSplit III中将蓝色发射与红色发射分离
发射滤光片	染色	ET700/75M	两个单元，OptoSplit III 和 Barrier 滤光轮中的红色发射光滤光片（如 Alexa Fluor 647）
发射滤光片	染色	ET595/50M	OptoSplit III 和滤光片转轮中的黄色/绿色发射光滤光片（如 Cy3B）两个单元
发射滤光片	染色	ET525/50M	两个单元，OptoSplit III 和 Barrier 滤光轮中的蓝色发射滤光片（适用于 Alexa Fluor 488/GFP 等）
发射滤光片	Semrock	FF02-447/60-25	用于紫色发射光（如 DAPI/Alexa Fluor 405）的发射滤光片，安装在阻挡滤光轮中
二向色分光镜	Chroma	zt405/488/561/647/752rpc-UF3	显微镜机身内用于647、561、488和405 nm激光激发的多波段二向色分光镜
DAPI滤光片组	染色	49000	安装在显微镜主体中
尼康激光/TIRF滤光立方体	色度	91032
590 长通滤光片	Chroma	T590LPXR-UF1	用于结合647 nm激光与561 nm激光
525 长通滤光片	染色	T525LPXR-UF1	用于将已合并的647 nm和561 nm激光与488 nm激光进行组合
470 长通滤光片	色度	T470LPXR-UF1	用于将已合并的647 nm、561 nm和488 nm激光与405 nm激光进行组合
激光清理滤光片（647）	色度	zet640/20x	用于清除647 nm激光的其他波长
激光清理滤光片（488）	Semrock	LL01-488-25	用于清除488 nm激光中的其他波长
LED光源	Excelitas	X-Cite120LED	仅用于 DAPI 成像
镜架	纽波特	SU100-F3K
光学柱	纽波特	PS-2
夹叉	纽波特	PS-F
功率计	纽波特	PMKIT	用于测量激光功率
二向色性光束合束器支架	Edmund Optics	58-872	C型接口运动学安装座，用于在激光激发组件中固定二向色分光镜合束器
卡环	Thorlabs	CMRR	用于二向色性光束合束器安装座
光纤适配器板	Thorlabs	SM1FC	FC/PC光纤适配器板，带外置SM1（1.035）"-40) 穿线
Z轴平移调节架	Thorlabs	SM1Z	Z轴平移安装座，兼容30 mm笼式系统
消色差双合透镜	Thorlabs	AC050-008-A-ML	Ø5 毫米，安装式消色差双合透镜，AR 镀膜：400 - 700 纳米
笼板	Thorlabs	CP1TM09	带M9×0.5内螺纹和8-32丝锥的30 mm笼板
笼具组装杆	Thorlabs	ER4	笼具组装杆，4" 长， Ø6 mm
笼具安装支架	Thorlabs	CP02B	30 mm笼式系统安装支架
单模光纤	Thorlabs	P5-405BPM-FC-2	补光光纤，PM，FC/PC转FC/APC，405 nm，熊猫型，2 m
多模光纤	Thorlabs	M42L01	Ø50 µm，0.22 数值孔径，FC/PC-FC/PC 光纤跳线，1 m
消色差双合透镜（放大透镜）	Thorlabs	ACN127-025-A	ACN127-025-A - f=-25.0 mm, Ø1/2" 消色差双合透镜，抗反射涂层：400-700 nm，含凹透镜 "磁透镜"
消色差双合透镜（放大透镜）	Thorlabs	AC127-050-A	f=50.0 mm Ø1/2" 消色差双合透镜，抗反射涂层：400-700 nm，凸透镜 "磁透镜"
卡环	Thorlabs	SM05PRR	SM05 塑料卡环用于 Ø1/2" 透镜管和透镜支架，用于 "磁透镜"
尼龙尖螺丝	Thorlabs	SS3MN6	M3 × 0.5 尼龙尖端紧定螺钉，6 mm 长，用于固定 "3D 透镜"
3D 透镜	CVI Laser Optics	RCX-25.4-50.8-5000.0-C-415-700	f=10 m，矩形柱面透镜
EMCCD相机	Andor	iXon Ultra 888
100 nm 多通道微球	Thermo	T7279，TetraSpeck 微球
红色染料	赛默飞世尔科技	Alexa Fluor 647
黄绿色染料	GE Healthcare	Cy3
绿色染料	GE Healthcare	Cy3B
蓝色染料	赛默飞世尔科技	Alexa Fluor 488