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Solutions d'optogénétique

Système flexible adapté à VOS besoins expérimentaux.

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Solutions tout-en-un

  •  Sources de lumière 
  • Combiner avec le comportement
  • Articulations rotatives pour animaux à mobilité réduite
  • Synchronisation simple
  • Optogénétique en boucle fermée
Contactez nos experts

Multicolores

Multi-sites / animaux

Librement mobile 

Personnalisable  

L'optogénétique est une technique révolutionnaire qui permet un contrôle optique en temps réel de l'activité neuronale. Au fil des années, elle a joué un rôle essentiel dans l'étude des circuits cérébraux, l'exploration des bases neuronales du comportement, la modélisation des troubles neurologiques et le développement de thérapies de nouvelle génération en neurosciences et en psychiatrie.

Ce procédé nécessite l'expression d'opsines, des canaux ou pompes ioniques photosensibles, dans une population neuronale spécifique. Pour les expériences chroniques, une canule à fibre optique est implantée chirurgicalement au-dessus de la région cible afin de délivrer une longueur d'onde lumineuse spécifique, activant ou inhibant les cellules exprimant l'opsine. Par exemple, la lumière bleue active des opsines comme la channelrhodopsine (ChR2), tandis que la lumière jaune ou rouge cible des opsines telles que NpHR ou Jaws. Pour obtenir la liste des opsines disponibles, voir la note d'application OPSIN.

Il existe de multiples conditions expérimentales nécessitant différents composants pour acheminer la lumière optogénétique vers l'échantillon biologique. Cela va d'expériences simples où l'échantillon est fixé et où un contrôle très localisé du motif spatial et temporel de la lumière est requis, à des expériences complexes impliquant des animaux en liberté, où un plus grand volume de neurones doit être illuminé. Afin de faciliter le choix des composants matériels appropriés, nous décrivons ci-dessous les principaux éléments des systèmes optogénétiques et proposons des composants particulièrement adaptés à chaque contexte.

Le choix du source lumineuse droite Le choix des sources lumineuses optimales est l'une des étapes les plus importantes de la conception d'une expérience d'optogénétique. exigences d'opsin (longueur d'onde et intensité d'excitation), la taille de la ou des régions d'intérêt et si l'animal se déplace librement.

LED

Les LED figurent parmi les sources lumineuses les plus couramment utilisées en optogénétique, et conviennent aux expériences de stimulation grandes régions d'intérêt (avec un diamètre de 400 µm à 1 mm) à des intensités lumineuses modérées. Leur grand émetteur, leur sécurité intrinsèque, leur fiabilité et leur prix abordable en font une option privilégiée pour diverses configurations expérimentales.

Chez Doric Lenses, nous proposons une large gamme de longueurs d'onde CLED dans la gamme proche UV (350-400 nm), visible (400-700 nm) et proche IR (700-1100 nm) pour les applications optogénétiques standard.

Outre les LED individuelles, nous proposons des configurations avancées pour des applications spécialisées, notamment ::

LED CONNECTÉE AVEC JOINT ROTATIF (LEDFRJ)
Le LED connectable avec joint rotatif est idéal pour les expériences optogénétiques dans animaux en liberté, Où Des puissances élevées sont nécessairesCette conception intégrée minimise le nombre de composants dans le chemin optique, ce qui se traduit par une meilleure transmission globale et une puissance élevée, généralement plus critique pour les LED ambrées moins puissantes (595 nm).

OPTOGÉNÉTIQUE SANS FIL
Le Tête d'étage optogénétique sans fil Il s'agit d'un système de LED et de contrôleur léger et portable. Cette solution est idéale pour les études impliquant des animaux en liberté de mouvement, où les fils peuvent restreindre l'exploration et/ou empêcher manipulation optogénétique chez plusieurs animaux dans la même cage (par exemple lors d'expériences sociales).

Diodes laser

Diodes laser Les sources lumineuses de haute puissance avec un petit émetteur sont idéales pour les expériences optogénétiques qui nécessitent haute intensité de lumière dans petites régions d'intérêt (< 200 µm). Leur faisceau étroit et leur émission de lumière monochromatique rendent les lasers idéaux pour l'éclairage via des cordons de brassage de petit diamètre (généralement 50 à 200 µm) et constituent une excellente solution lorsque ciblage spatial précis est nécessaire.

LISER™

LISER™ (émission spontanée de rayonnement induite par laser) est une source lumineuse avancée fournissant un éclairage à large spectre et de haute intensité. Le système utilise un cristal de Ce:YAG (grenat d'yttrium et d'aluminium dopé au cérium) pompé par laser, qui émet un spectre continu du jaune au rouge (500–650 nm).

Le LISER™ fournit puissance optique exceptionnellement élevée (> 85 mW spectre complet dans une fibre de 200 µm NA 0.57) dans une gamme spectrale difficilement atteignable avec des LED ou des diodes laser standard, en particulier autour de 590 nm, optimal pour l'activation des opsines inhibitrices telles que NpHR et Jaws. Outre son spectre d'action étendu, LISER™ comprend un source d'excitation bleue intégrée (laser ou LED), ce qui en fait une solution polyvalente et tout-en-un capable de prendre en charge simultanément l'optogénétique excitatrice et inhibitrice.

Le LISER intègre également ses propres pilotes internes, permettant contrôle indépendant de deux canaux de longueur d'onde dans la même région du cerveau (par exemple 450 nm + 590 nm).

Caractéristiques principales:

  • Couverture spectrale complète : Fournit simultanément une excitation bleue et des longueurs d’onde jaune-rouge réglables grâce à filtres optiques interchangeables (par exemple, 525, 559, 582, 593, 612 nm).
  • Haute puissanceIdéal pour les expériences nécessitant un éclairage intense, y compris une stimulation bilatérale et/ou une stimulation de grande surface.
  • Compatible avec les cordons de brassage à large noyau pour une illumination étendue du cerveau : optimisé pour les diamètres de noyau de 200 à 400 µm, permettant une illumination uniforme. stimulation à grande échelle.
Taxis

Pour faire fonctionner les modules LED et diodes laser Doric, un dispositif dédié est nécessaire. Un pilote de source lumineuse est nécessaire. Le pilote peut être fourni comme un appareil autonome ou intégrer la source lumineuse (sources lumineuses à fibre optique, FLS).

  • Unités de pilotage intégrées (FLS) : Dans cette configuration, chaque canal de pilotage dispose d'une LED ou d'un laser intégré, offrant une solution compacte et conviviale.
  • Configuration modulaire du pilote (pilote) : la LED/le laser reste séparé du pilote, offrant la possibilité de basculer entre différentes longueurs d’onde.

Le conducteur peut être utilisé en 1) autonome, 2) modes externes (analogiques ou TTL), ou 3) séquences de programme en utilisant gratuitement Logiciel Doric Neuroscience Studio logiciel (DNS). Dans le DNS, les utilisateurs peuvent définir un large gamme de modèles de stimulation lumineuse y compris la sortie à onde continue, les trains d'impulsions carrées, les formes d'onde sinusoïdales et les formes d'onde personnalisées.

Regardez l' tutoriel vidéo pour des instructions étape par étape sur l'utilisation des pilotes de LED.

Tous les pilotes de source lumineuse peuvent être déclenchés par des signaux numériques externes, débloquant la capacité de faire expériences en boucle fermée, où des comportements (appui sur un levier, contact du nez, interruption du faisceau, etc.) déclenchent la stimulation optogénétique. À ce titre, le support DNS modes de déclenchement complexes interrompre, redémarrer et poursuivre un schéma de stimulation, comme décrit ci-dessous tutoriel vidéo.

REMARQUE : Les pilotes de LED sont compatibles uniquement avec les LED, et les pilotes de LD uniquement avec les lasers.

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Lors de la réalisation d'une stimulation optogénétique dans se déplacer librement Pour les animaux utilisant un système d'attache, il est important de minimiser l'enchevêtrement des câbles pour mouvement sans restrictionPour ce faire, un joint rotatif (collecteur) est souvent nécessaire. Il existe différents types de joints rotatifs selon l'application expérimentale. En général, lors du choix du joint rotatif approprié, il convient de tenir compte des trois points suivants :

  • Optogénétique uniquementSi la stimulation optogénétique est la seule exigence optique de votre expérience, une articulation rotative sans queue de cochon est suffisante.
  • Optogénétique + Photométrie par fibreSi le joint rotatif est destiné à la fois à l'optogénétique et à la photométrie par fibre optique, un joint rotatif à queue de cochon est nécessaire.
  • Optogénétique + ÉlectrophysiologiePour combiner l'optogénétique avec l'électrophysiologie (par exemple, EEG, Neuropixels), une articulation rotative opto-électrique à queue de cochon est nécessaire.
  • Pour un site de stimulation optique → Utiliser un Joint rotatif 1×1
  • Pour deux sites optiquement indépendants → Utiliser un Joint rotatif 2×2 
  • Pour diviser la lumière d'une source en deux sites (optogénétique uniquement) → Utiliser un Joint rotatif 1×2

Certaines expériences en neurosciences, telles que l'optogénétique bilatérale, multisite et/ou multianimale, nécessitent diviser la lumière d'une source lumineuse unique en plusieurs fibresPour répartir efficacement la lumière dans ces applications, plusieurs solutions sont disponibles. Le type de séparateur optimal dépend de la source lumineuse. (LED, LISER ou diode laser), les exigences d'intensité et la taille de la région d'intérêt.

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Câbles de brassage divisés

  • Simple et peu coûteux
  • Échelle à plusieurs fibres
  • Idéal pour LED ou LISER
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Intensité DMC

  • Efficacité maximale avec laser
  • Gérer une puissance plus élevée
  • Jusqu'à 4 sorties
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Séparateur rotatif

  • Conçu pour une liberté de mouvement
  • Efficacité maximale avec laser
  • Limité à 2 sorties

Certaines expériences nécessitent l'application de plusieurs longueurs d'onde lumineuses à une même région cérébrale cible, pour diverses applications. Par exemple, pour manipuler différentes populations neuronales exprimant différentes opsines (ChR2 et ChrimonR), ou pour un contrôle bidirectionnel d'une même population (excitation/inhibition). Certaines opsines spécifiques sont conçues pour répondre à plusieurs longueurs d'onde, comme les opsines à fonction échelon, ou peuvent être activées/désactivées par des longueurs d'onde distinctes.

Doric Lenses propose plusieurs solutions de combinaison de lumière fiables et personnalisables :

Mini Cube Doric - Division des longueurs d'onde

  • Filtres personnalisables
  • Compatible avec les lasers et les LED
  • Idéal pour les fibres à faible et à forte densité optique

DEL combinées

  • Personnalisable avec jusqu'à 4 LED intégrées
  • Idéal pour les fibres à haute densité optique

DEL combinées avec joint rotatif à fibre optique

  • Personnalisable avec jusqu'à 4 LED intégrées
  • Idéal pour les fibres à haute densité optique
  • Combiné sur une articulation rotative pour animaux en liberté de mouvement

Source de lumière ★LISER™ 

  • Haute intensité
  • Filtre interchangeable pour sélectionner dans la plage jaune-rouge
  • Idéal pour les fibres à haute densité optique

Il est essentiel de maintenir la puissance lumineuse des dispositifs optogénétiques dans une plage appropriée afin de prévenir des problèmes tels que le photoblanchiment, la surchauffe des tissus et d'autres effets secondaires indésirables. Cependant, dans certaines conditions, le flux lumineux de la source peut dépasser le niveau optimal pour les applications optogénétiques, même en fonctionnant à proximité du courant seuil. Il est également déconseillé d'alimenter une source lumineuse à proximité du seuil en raison de problèmes de stabilité. Dans ce cas, un composant supplémentaire est nécessaire pour réduire volontairement l'intensité lumineuse.

Doric Lenses propose différentes solutions d'atténuation de la lumière personnalisables :

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Cordon de brassage atténuateur

  • Abordable
  • Un cordon de brassage
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Support en U + filtre ND

  • Changez facilement le filtre à densité neutre pour modifier le taux d'atténuation.
Support en U

Le support en U est un cube optique simple contenant un filtre à densité neutre interchangeable pour atténuer la lumière, ou un filtre spectral pour réduire la gamme spectrale d'un faisceau lumineux. L'atténuation et le filtre spectral sont personnalisables par l'utilisateur.

Cordons de brassage à fibre optique mono-atténuateurs

Les cordons de brassage à fibre optique avec filtre d'atténuation intégré sont idéaux pour les applications où la puissance optique couplée dans une fibre est trop élevée, c'est-à-dire l'excitation photométrique de la fibre. L'ajout d'un filtre d'atténuation n'affecte pas la répartition de la lumière à l'intérieur de la fibre optique, seule la transmission est réduite. Différentes fibres optiques ou facteurs d'atténuation sont possibles.

Remarques :

  • Pour les cordons de brassage atténuants, la transmission optique est spécifiée pour la lumière visible et mesurée à une longueur d'onde de 465 nm. À des longueurs d'onde plus courtes, comme 405 nm (UV), la transmission est généralement environ la moitié de la valeur spécifiée.
  • Des filtres d'atténuation peuvent également être intégrés dans des cordons de raccordement à fibre optique ramifiés sur demande.
Scénario Source de lumière Joint rotatif Splitter Fibre optique Puissance de sortie Max [mW] Intensité maximale [mW / mm²] Image(s)
ChR2 - unilatéral - fixe DEL 465 nm - - 200 µm - NA0.63 7.5 240
Laser 450 ou 473 nm - - 200 µm - NA0.22 75 2400
ChR2 - unilatéral - mouvement libre LEDFRJ 465 nm - 200 µm - NA0.63 7.5 240
Laser 450 ou 473 nm FRJ1x1 - 200 µm - NA0.22 60 1900
LED FiWi 465 nm (sans fil) - 200 µm - NA0.63 7.5 240
ChR2 - bilatéral - mouvement libre Laser 450 ou 473 nm SBP (2) 200 µm - NA0.63 6.0 190
Laser 450 ou 473 nm FRJ1x1 SBP (2) 200 µm - NA0.22 12 380
Laser 450 ou 473 nm FRJ1x1 200 µm - NA0.22 25 800
(ChR2 + eNpHR) - unilatéral - mouvement libre ★LISER™ + LED FRJ1x1 - 200 µm - NA0.63

18 (590 nm)

4 (465 nm)

570 (590 nm)

125 (465 nm)

(ChR2 + eNpHR) - bilatéral - mouvement libre ★LISER™ + laser/td> FRJ1x1 SBP (2) 200 µm - NA0.22

10 (590 nm)

12 (450-473 nm)

320 (590 nm)

380 (450-473 nm)

Combinez votre système avec...

L'optogénétique est couramment associée à des techniques complémentaires en neurosciences telles que les mesures comportementales, la photométrie par fibres optiques, les miniscopes Doric, les injections de fluides et l'électrophysiologie afin d'obtenir une compréhension plus approfondie du fonctionnement des circuits neuronaux in vivo.

L'optogénétique est souvent utilisée pour contrôler l'activité neuronale lors de comportements complexes et en mouvement libre afin d'étudier les circuits neuronaux sous-jacents à des fonctions telles que la prise de décision, la formation de la mémoire, les interactions sociales, le sommeil, etc. Doric propose plusieurs solutions comportementales pour enregistrer et synchroniser des vidéos et/ou des entrées/sorties numériques pour la synchronisation des stimuli (sons, bouffées d'air, chocs électriques aux pieds, distribution de récompenses, etc.) ou les mesures comportementales (pressions sur levier, coups de nez, léchages, etc.).

Caméra comportementale
Caméra comportementale
Caméra comportementale

Caméra comportementale

Visualisez les enregistrements comportementaux dans l'interface de photométrie par fibre optique !

Synchronisation parfaite avec des données de photométrie par fibre optique.

Les données de photométrie et de comportement des fibres sont enregistré dans le même fichier, ce qui permet de gagner du temps en évitant les étapes de post-traitement.

Boucle de caméra
Boucle de caméra
Boucle de caméra
Boucle de caméra

Boucle de caméra 

Suivi animal en temps réel pour l'optogénétique en boucle fermée !

Générateurs d'impulsions Optogénétique TTL
Générateurs d'impulsions Optogénétique TTL

Générateurs d'impulsions Optogénétique TTL

À la simple pression d'un bouton, envoie des signaux numériques (TTL) pour étiqueter le stimulus, le comportement ou d'autres événements pendant un enregistrement.

Console de photométrie de comportement et de bundle
Console de photométrie de comportement et de bundle
Console de photométrie de comportement et de bundle
Console de photométrie de comportement et de bundle
Console de photométrie de comportement et de bundle

Console de photométrie de comportement et de bundle

Cette console de suivi comportemental à haut débit prend en charge jusqu'à 4 caméras Doric simultanément et jusqu'à 32 signaux numériques.

Console de neurosciences 500
Console de neurosciences 500
Console de neurosciences 500
Console de neurosciences 500
Console de neurosciences 500
Console de neurosciences 500

Console de neurosciences 500

Cette console de suivi comportemental à haut débit prend en charge jusqu'à 4 caméras Doric simultanément et jusqu'à 32 signaux numériques.

La photométrie par fibre optique peut être combinée à l'optogénétique sur une même zone cérébrale ou sur des zones différentes afin de manipuler et d'enregistrer simultanément l'activité neuronale à l'échelle de la population. Pour éviter les interférences avec les indicateurs de calcium excités par la lumière bleue, seules les longueurs d'onde jaunes ou rouges sont utilisées pour la stimulation optogénétique.

Différents scénarios de combinaison de la photométrie et de l'optogénétique :

  • La photométrie des indicateurs verts (par exemple GCaMP, dLight, etc.) est compatible avec l'optogénétique dans la gamme jaune-vert (filtre 580-680 nm).
  • La photométrie des indicateurs verts et rouges (par exemple GCaMP et RCaMP) est compatible uniquement avec l'optogénétique décalée vers le rouge (filtre 628-642 nm).
  • La combinaison de la photométrie des indicateurs rouges (par exemple RCaMP, jRGECO, etc.) avec l'optogénétique à lumière bleue n'est pas recommandée, car la lumière bleue de haute intensité provoque généralement des artefacts dans la gamme rouge, contaminant le signal de photométrie en raison de la silice présente dans les cordons de brassage à fibres optiques.

Tous les systèmes de photométrie Doric, y compris les systèmes Basic, Rotary, Bundle et FluoPulse (photométrie de durée de vie), sont disponibles en versions opto-compatibles, à l'exception du système sans fil.

👉 Pour plus d'informations, veuillez consulter le Solutions de photométrie page ou contactez-nous à sales@doricenses.com.

L'optogénétique est souvent associée à l'administration de fluides dans le cerveau à l'aide d'une canule optofluidique pour une stimulation lumineuse simultanée et l'injection de médicaments, de virus, de neuromodulateurs ou de métabolites, permettant ainsi des études sur la neuromodulation, la pharmacologie, le métabolisme et les effets comportementaux spécifiques aux circuits tels que l'anxiété, la récompense et la dépendance.

L'ajout de joints rotatifs opto-fluidiques offre des solutions simples pour les injections de médicaments lors d'expériences d'optogénétique sur des animaux en liberté de mouvement, ce qui les rend idéaux pour les expériences combinées d'opto-pharmacologie ou de perfusion de fluides.

👉 Pour en savoir plus, consultez la page Solutions optofluidiques.

L'optogénétique peut être combinée à différents types d'enregistrements électriques pour étudier la fonction cérébrale avec une grande précision temporelle et spatiale. Cela inclut l'électrophysiologie pour les enregistrements d'activité neuronale unitaire, multi-unitaire et de potentiel de champ local (PCL), ainsi que le marquage optique pour identifier des populations neuronales spécifiques. Dans les études du sommeil, l'optogénétique est souvent associée à l'EEG/EMG pour corréler l'activité neuronale aux états comportementaux.

Doric propose des outils compatibles tels que des consoles d'acquisition de données (EPC, NC500), des joints rotatifs opto-électriques et des canules opto-électriques pour faciliter ces expériences intégrées.

👉 En savoir plus sur Solutions opto-électrophysiologiques .

Console d'électrophysiologie et de photométrie

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Console de neurosciences 500 

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Joints rotatifs optoélectriques 

Joints rotatifs électriques et à fibre optique

Canule optoélectrique 

Canules optoélectriques

L'optogénétique peut être combinée au Doric Miniscope pour manipuler et visualiser simultanément l'activité neuronale de cellules individuelles chez des animaux en liberté. De plus, le système Doric Miniscope compatible avec l'optogénétique utilise la source lumineuse LISER™ pour délivrer une lumière jaune-rouge de haute intensité (55 mW/mm² à l'extrémité de l'implant) sur un large champ de vision.

👉 En savoir plus sur Solutions Miniscope .

Logiciel d'acquisition de données convivial

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Logiciel Doric Neuroscience Studio

Logiciel d'acquisition de données GRATUIT

Logiciel intuitif avec de multiples modalités pour contrôler tous les appareils Doric, de la minisope à la photométrie, au comportement et à l'optogénétique.

Logiciel d'analyse de données tout-en-un

danse™ - solution d'analyse de données

Automatisez la recherche de cellules grâce à l'intégration de CaImAn, MiniAn ou Suit2p et simplifiez la sélection de vos paramètres grâce à plusieurs étapes de prévisualisation, sans aucun codage requis ! Alignez les traces cellulaires avec le comportement animal pour un traitement par lots, le tout dans un seul logiciel.

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