进口激光荧光双光子显微镜成像视野是多少

时间:2021年05月25日 来源:

Denk很快就将双光子显微镜用于神经元成像,而1997年在Svoboda测量完整老鼠大脑的锥体神经元的感官刺激诱导树突钙离子动态后,双光子显微镜的潜能开始完全凸显。值得一提的是,霍华德·休斯医学院Svoboda实验室和Thorlabs在2016年合作推出了一种强大的多光子介观显微镜,其成像视场达到5毫米,能够跨多个脑区进行高速功能成像。根据清华大学单一采购来源的**指导意见:这种显微镜的视场是普通双光子显微镜的10倍。30年来,双光子显微镜已成为较厚***生物组织三维成像中不可或缺的工具。从双光子到三光子甚至四光子,这种非线性成像技术通常也被统称为多光子显微镜。下图统计了自1990年以来每年发表的多光子显微镜文章数量,发展速度可见一斑。双光子显微镜观察到的现象证明了钙离子的增加依赖于肌体触发的钠离子作用电势。进口激光荧光双光子显微镜成像视野是多少

进口激光荧光双光子显微镜成像视野是多少,双光子显微镜

1.生物组织对红外光的吸收弱,对可见光吸收强。类似的,平时用手电筒照射手指,会看到手通透红亮,也是由于生物组织对长波长的红光吸收少。

2.生物组织对红外光的散射弱。因为瑞利散射的强度反比于波长λ的四次方。类似的,早晨的太阳非常红,也就是因为长波长的红光穿透力更强。

这两点共同导致长波长的红外光比可见光对生物组织的穿透能力强。与单光子显微镜(如共聚焦显微镜)相比,双光子显微镜可以使用约二倍波长的激光去激发荧光团。长波长光束散射程度低(Rayleigh Scattering),所以穿透能力强。


进口激光荧光双光子显微镜成像视野是多少双光子显微镜大量运营在实验室当中;

进口激光荧光双光子显微镜成像视野是多少,双光子显微镜
Winfried Denk较初使用的光源是染料飞秒激光器(100 fs脉宽、630 nm可见光波长)。虽然染料激光器对于实验室演示尚可,但是使用很不方便所以远未实现商用。很快双光子显微镜的标配光源就变成了飞秒钛宝石激光器。除了固态光源优势,钛宝石激光器还具有较宽的近红外波长调谐范围,而近红外相比可见光穿透更深,对生物样品损伤更小。下图是Thorlabs的双光子和三光子显微镜配置,钛宝石飞秒可调谐激光器位于平台较左边。

从双光子到三光子科学家正在从双光子转向三光子显微镜。1996年,Chris Xu在康奈尔大学(Denk同导师实验室)读博期间发明了三光子显微镜,如果双光子吸收可行,那么三光子看起来也是自然的发展方向。

三光子成像使用更长的波长,大约在1.3和1.7微米,其成像深度也比双光子更深,目前记录约为2.2毫米,人类大脑皮层厚约4毫米。相比双光子显微镜,三光子还要求以较低重频使用更强和更短的激光脉冲,而传统的钛宝石激光器难以达到这些要求,但是对于掺镱光纤飞秒光参量放大器则非常容易,比如我们的Y-Fi光参量放大器(OPA)。

I try to explain why two-photon microscopy has a deeper imaging depth than one-photon microscopy, in the area of biomedical imaging. Many of the biomedical imaging modalities, no matter one-photon (confocal) or multi-photon (two-photon), use lasers as light source and require compatible fluorescent dyes. 

Fluorescent dyes have their own excitation wavelength, and they can either be excited by a single photon with the photon energy of that excitation wavelength (E=hv=h*c/λ); or by two photons, arriving almost at the same time, but each with approximately half of the energy, hence of double wavelength than one-photon (0.5E->2λ). The former is the principle of one-photon microscopy and the latter is the principle of two-photon microscopy.

When imaging the same fluorescent dye, since two-photon could use approximately doubled wavelength compared with single-photon, two-photon can obviously penetrated deeper into the tissue due to less scattering (longer wavelength, less scattering). 双光子显微镜有哪些分类呢?

进口激光荧光双光子显微镜成像视野是多少,双光子显微镜


参考维基百科 Near-infrared window in biological tissue,生物组织在近红外波段存在两个窗口,第1个近红外窗口对应波长在700nm-900nm,第二个近红外窗口对应波长在1000nm-1400nm之间。举例说明就是单晶硅对于可见光几乎是不透明的,但是对于红外波段就像是“水晶”一样通透性很好了。


因为组织对可见光区域的较强吸收和散射带来两个严重的问题

第1个是激发光的减弱,

第二个就是另外就是由于物镜本身光的光学特性,单光子激发的背景较强,所以才有共聚焦系统提高成像的分辨率;

刚好双光子在这两点具有很大的优势上面的内容基本在谈到双光子优势都会相对说明,

在实际操作中成像的深度和样品的关系很大,

双光子成像利用高亮度的荧光标记材料,已经有做到mm级别的穿透深度


双光子显微镜有哪些应用呢?美国bruker双光子显微镜成像视野

如果已经有了飞秒光,就可以几套双光子显微镜共享一台,只需分光即可。进口激光荧光双光子显微镜成像视野是多少

【科协 | 科普 】双光子显微镜:显微镜家族的隐秘“功臣”2017年10月4日,诺贝尔化学奖颁给了Jacques Dubochet、Joachim Frank 和 Richard Henderson,获奖理由是“研发冷冻电子显微镜,用于测定溶液中生物大分子高分辨率结构”。纵观整个科学史,显微镜技术的运用与发展是科学技术进步的重要一环,其中除了上面提到的冷冻电镜,其实还有一位“大功臣”——双光子显微镜。

这位“大功臣”的原理是什么?它是如何在显微镜领域做出巨大贡献的?具体又有怎样的现实应用呢?下面就给大家介绍一下~ 进口激光荧光双光子显微镜成像视野是多少

因斯蔻浦(上海)生物科技有限公司致力于仪器仪表,是一家服务型的公司。公司业务分为nVista,nVoke,3D bioplotte,invivo等,目前不断进行创新和服务改进,为客户提供良好的产品和服务。公司从事仪器仪表多年,有着创新的设计、强大的技术,还有一批**的专业化的队伍,确保为客户提供良好的产品及服务。滔博生物秉承“客户为尊、服务为荣、创意为先、技术为实”的经营理念,全力打造公司的重点竞争力。

信息来源于互联网 本站不为信息真实性负责