模块化多光子显微镜多光子激发
有许多方法可以实现快速光栅扫描,例如使用振镜进行快速2D扫描,以及将振镜与可调电动透镜相结合进行快速3D扫描。而可调电动式镜头由于机械惯性的限制,无法在轴向快速切换焦点,影响成像速度。现在它可以被空间光调制器(SLM)取代。远程对焦也是实现3D成像的一种手段,如图2所示。LSU模块中,扫描振镜水平扫描,ASU模块包括物镜L1和反射镜M,通过调整M的位置实现轴向扫描该技术不仅可以校正主物镜L2引入的光学像差,还可以进行快速轴向扫描。为了获得更多的神经元成像,可以通过调整显微镜的物镜设计来放大FOV。然而,大NA和大FOV的物镜通常很重,不能快速移动以进行快速轴向扫描,因此大FOV系统依赖于远程聚焦、SLM和可调电动透镜。多光子显微镜的发展现状及未来发展趋势。模块化多光子显微镜多光子激发
1,光源、光路高度整合通过精密的设计,将飞秒激光器、扫描振镜、PMT、滤光片组,甚至是单光子荧光光路全套整合在一个不大的扫描头内,无论扫描头如何移动,扫描头内的光路都可以保持稳定不变,从而实现了超稳定、免维护的特点。2,配合多维度、高精度机械控制系统。扫描头直接架设在一个多维运动的机械装置上,可沿任意方向和角度移动扫描头,方便对动物样本进行多方位的扫描观察。而这在常规方案的多光子显微镜上有很大的实现难度,不但需要多个关节组合的光路导向机构,并且在这些关节旋转的时候,都冒着极大的光路偏移的风险,以至于在使用一段时间后都需要对光路进行再次校准,而这样的问题在我司上则完全不会发生。3.一机多能。美国模块化多光子显微镜焦点激发多光子显微镜,突破光学成像技术极限,开启生命科学新纪元。
对于双光子(2P)成像而言,离焦和近表面荧光激发是两个比较大的深度限制因素,而对于三光子(3P)成像这两个问题大大减小,但是三光子成像由于荧光团的吸收截面比2P要小得多,所以需要更高数量级的脉冲能量才能获得与2P激发的相同强度的荧光信号。功能性3P显微镜比结构性3P显微镜的要求更高,它需要更快速的扫描,以便及时采样神经元活动;需要更高的脉冲能量,以便在每个像素停留时间内收集足够的信号。复杂的行为通常涉及到大型的大脑神经网络,该网络既具有局部的连接又具有远程的连接。要想将神经元活动与行为联系起来,需要同时监控非常庞大且分布普遍的神经元的活动,大脑中的神经网络会在几十毫秒内处理传入的刺激,要想了解这种快速的神经元动力学,就需要MPM具备对神经元进行快速成像的能力。快速MPM方法可分为单束扫描技术和多束扫描技术。
在多光子显微镜(也称为非线性或双光子显微镜)中,以两倍正常激发波长照射样品。更长的波长是有利的,因为它们可以更深地穿透样品进行3D成像,并且因为它们不会损坏样品,从而延长样品寿命。为了实现多光子激发,照明光束在空间上聚焦(使用光学器件),同时使用高能短脉冲激发光束以提高两个(或更多)光子同时到达同一位置(即荧光团分子)的概率。多光子显微技术的例子包括二次谐波产生(SHG)、三次谐波产生(THG)、相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)和受激发射耗尽(STED)显微技术。由于这些技术中的每一种都使用脉冲激光器,因此选择能够比较大限度地减少脉冲色散的光学组件很重要,并且激光反射二向色镜应具有低GDD特性。多光子显微镜,为材料科学研究和工业应用提供全新视角。
某种物质能产生荧光,首要条件是分子必须具有吸收的结构,即生色团(分子中具有吸收特征频率的光能的基团)。其次,该物质必须具有一定的量子产率和适宣的环境。我们把分子中发射荧光的基团称为荧光团。荧光团一定是生色团,但生色团不一定是荧光团。因为,如果生色团的量子产率等于零,就不能发射出荧光,处于激发态的分子,可以由许多方式(如热,碰撞)把能量释放出来,发射荧光只是其中的一种方式。此外,一种物质吸收光的能力及量子产率又与物质所处的环境密切相关。多光子显微镜-适用于各行各业的观察需求。进口多光子显微镜配置
高速扫描,高分辨率,多光子显微镜助力科研进步。模块化多光子显微镜多光子激发
多束扫描技术可以同时对神经元组织的不同位置进行成像。该技术:对于两个远程成像位置(相距1-2mm以上),通常采用两个**的路径进行成像;对于相邻区域,通常使用单个物镜的多个光束进行成像。多光束扫描技术必须特别注意激发光束之间的串扰,这可以通过事后光源分离或时空复用来解决。事后光源分离法是指分离光束以消除串扰的算法;时空复用法是指同时使用多个激发光束,每个光束的脉冲在时间上被延迟,使不同光束激发的单个荧光信号可以暂时分离。引入的光束越多,可以成像的神经元越多,但多束会导致荧光衰减时间重叠增加,从而限制了分辨信号源的能力;并且复用对电子设备的工作速度要求很高;大量的光束也需要较高的激光功率来维持单束的信噪比,这样容易导致组织损伤。模块化多光子显微镜多光子激发
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