從雙光子的原理和特點我們就可以明顯的得出雙光子的優點:☆穿透能力強:相對于紫外光,可見光和近紅外光都具有更強的穿透能力,因而受生物組織散射的影響更小,解決對生物組織中深層物質的層析成像研究問題;☆高分辨率:由于雙光子吸收截面很小,只有在焦平面很小的區域內可以激發出熒光,雙光子吸收局限于焦點處的體積約為波長3次方的范圍內;☆漂白區域小:由于激發只存在于交點處,所以焦點以外的區域都不會發生光漂白現象;☆熒光收集率高:與共聚焦成像相比,雙光子成像不需要光學濾波器(共焦),這樣就提高了對熒光的收集率,而收集率的提高直接導致圖像對比度的提高。雙光子顯微鏡使用的是高能量鎖模脈沖器。國外熒光雙光子顯微鏡廠家有哪些
通過并行化不同激光波長的激光掃描,研究人員增加了在相同時間內可以成像的體積,同時保持了高的時間和空間分辨率。研究人員通過引入兩種不同波長的鈣信號熒光探針,將神經元群體的活動標記為兩種不同的顏色,同時激發兩種不同波長的探針,從而實現了兩種顏色的并行數據記錄。為了實現三維空間成像,研究人員還在兩個激光束上配置了快速變焦系統,即一個電透鏡和一個空間光調制器。因此,可以以10Hz的速度同時記錄10個500微米和500微米的平面,覆蓋600微米的深度,覆蓋大腦皮層第二層到第五層的結構,體積內可以記錄2000多個神經元。美國布魯克雙光子顯微鏡光毒性雙光子顯微鏡的應用中,該如何選擇以及更好的使用PMT。
由于具有較高輸出功率的光源可以提高成像速度,在我們的實驗中,時間分辨率主要是受OPO輸出可見光激光功率的限制。盡管在單點掃描系統中,v2PE激發會使得空間分辨率提高,但多聚焦v2PE顯微鏡具有與1PE多聚焦顯微鏡近乎相同的橫向分辨率,這主要是多聚焦成像和單點掃描技術之間的差異造成的。由于v2PE的激發體積小于1PE,引入圖像掃描技術可以進一步提高空間分辨率,這種技術需要通過在陣列前引入額外的微透鏡陣列來實現。除此之外,由于可見光區域的共振效應,可能會產生光漂白,因而為了延長觀察時間,系統還需要對激發強度和曝光時間做進一步優化。
在傳統寬場顯微鏡中,來自標本不同縱深的光線都可投射到同一焦平面(感光元件)上,所以其成像是整個樣品的重疊像,沒有縱向分辨能力。單光子激光共聚焦顯微鏡用***有效濾除了雜散光,分辨率有了本質上的提高,擁有了對樣品的特定焦平面精細成像的能力,可以進行三維成像、動態成像等。然而,***在濾除雜散光的同時也將大部分來自焦平面的熒光濾除了,只有很弱的熒光到達檢測器。若要提高信號強度,需要加大激發光功率,這又會導致對活細胞的光毒性和熒光分子的光漂白增加。雙光子顯微鏡比較大的優勢來源于其雙光子光源的非線性光學效應,與單光子共聚焦顯微鏡比較大的不同在于無須使用***限制光學散射,其具體優勢如下。雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。
目前,腦科學的研究在全球范圍內如火如荼,中國的腦計劃也即將啟動。其中,全景式分析腦連接圖和功能動態圖的研究成為重點研究方向,如何打破尺度壁壘,將微觀神經元和突觸的信息處理和個體行為信息與全腦融合,是該領域亟待解決的關鍵挑戰。2021年1月6日,由北京大學分子醫學研究所牽頭,北京大學信息科學與技術學院電子系、工程學院和中國人民醫學科學院組成的跨學科團隊在NatureMethods上在線發表了一篇題為《大視場、多平面、長程腦成像的微型雙光子拷貝》的文章。本文報道了第二代小型化雙光子熒光顯微鏡FHIRM-TPM2.0。其成像視場是團隊2017年發布的第1代小型化顯微鏡的7.8倍。同時具有三維成像能力,獲得了小鼠自由運動行為時大腦三維區域數千個神經元清晰穩定的動態功能圖像,實現了對同一批次神經元一個月的跟蹤記錄。上海雙光子顯微鏡就找因斯蔻浦。美國布魯克雙光子顯微鏡光毒性
雙光子顯微鏡在組織透明化成像中應用。國外熒光雙光子顯微鏡廠家有哪些
雙光子吸收理論早在1931年就由諾獎得主提出,30年后因為有了激光才得到實驗驗證,但是到WinfriedDenk發明雙光子顯微鏡又用了將近30年。要理解雙光子的技術挑戰和飛秒激光發揮的重要作用,首先要了解其中的非線性過程。雙光子吸收相當于和頻產生非線性過程,這要求極高的電場強度,而電場取決于聚焦光斑大小和激光脈寬。聚焦光斑越小,脈寬越窄,雙光子吸收效率越高。對于衍射極限顯微鏡,聚焦在樣品上的光斑大小只和物鏡NA和激光波長有關,所以關鍵變量只剩下激光脈寬。基于以上分析,能夠以高重頻(100MHz)輸出超短脈沖(100fs量級)的飛秒激光器成了雙光子顯微鏡的標準激發光源。這也再次說明雙光子顯微鏡的優勢:只有焦平面處才能形成雙光子吸收,而焦平面之外由于光強低無法被激發,所以雙光子成像更清晰。WinfriedDenk初使用的光源是染料飛秒激光器(100fs脈寬、630nm可見光波長)。雖然染料激光器對于實驗室演示尚可,但是使用很不方便所以遠未實現商用。很快雙光子顯微鏡的標配光源就變成了飛秒鈦寶石激光器。除了固態光源優勢,鈦寶石激光器還具有較寬的近紅外波長調諧范圍,而近紅外相比可見光穿透更深,對生物樣品損傷更小。國外熒光雙光子顯微鏡廠家有哪些