進口布魯克雙光子顯微鏡光子探測

來源: 發(fā)布時間:2022-02-26

在高光子密度的情況下,熒光分子可以同時吸收兩個長波長的光子,然后發(fā)射出一個波長較短的光子,其效果和使用一個波長為長波長一半的光子去激發(fā)熒光分子是相同的如煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH),在單光子激發(fā)時,在波長為350 nm光的激發(fā)下發(fā)出450 nm熒光;而在雙光子激發(fā)時,可采用700 nm的激發(fā)光得到450 nm熒光。由于雙光子激發(fā)需要很高的光子密度,為了不損傷細胞,雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。這種激光器發(fā)出的激光具有很高的峰值能量和很低的平均能量,從而可以減少光漂白和光毒性帶來的不利影響。雙光子顯微鏡是新型的熒光顯微鏡,其原理大致是這樣的;進口布魯克雙光子顯微鏡光子探測

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Denk很快就將雙光子顯微鏡用于神經(jīng)元成像,而1997年在Svoboda測量完整老鼠大腦的錐體神經(jīng)元的感官刺激誘導(dǎo)樹突鈣離子動態(tài)后,雙光子顯微鏡的潛能開始完全凸顯。值得一提的是,霍華德·休斯醫(yī)學(xué)院Svoboda實驗室和Thorlabs在2016年合作推出了一種強大的多光子介觀顯微鏡,其成像視場達到5毫米,能夠跨多個腦區(qū)進行高速功能成像。根據(jù)清華大學(xué)單一采購來源的**指導(dǎo)意見:這種顯微鏡的視場是普通雙光子顯微鏡的10倍。30年來,雙光子顯微鏡已成為較厚***生物組織三維成像中不可或缺的工具。從雙光子到三光子甚至四光子,這種非線性成像技術(shù)通常也被統(tǒng)稱為多光子顯微鏡。下圖統(tǒng)計了自1990年以來每年發(fā)表的多光子顯微鏡文章數(shù)量,發(fā)展速度可見一斑。國外ultima雙光子顯微鏡廠家雙光子顯微鏡型號有哪些?

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雙光子顯微鏡為什么穿透能力強?因為組織對可見光區(qū)域的較強吸收和散射帶來兩個嚴重的問題第1個是激發(fā)光的減弱,第2個就是另外就是由于物鏡本身光的光學(xué)特性,單光子激發(fā)的背景較強,所以才有共聚焦系統(tǒng)提高成像的分辨率因為組織對可見光區(qū)域的較強吸收和散射帶來兩個嚴重的問題第1個是激發(fā)光的減弱,第2個就是另外就是由于物鏡本身光的光學(xué)特性,單光子激發(fā)的背景較強,所以才有共聚焦系統(tǒng)提高成像的分辨率剛好雙光子在這兩點具有很大的優(yōu)勢上面的內(nèi)容基本在談到雙光子優(yōu)勢都會相對說明,在實際操作中成像的深度和樣品的關(guān)系很大,雙光子成像利用高亮度的熒光標記材料,已經(jīng)有做到mm級別的穿透深度

雙光子吸收理論早在1931年就由諾獎得主MariaGoeppertMayer提出,30年后因為有了激光才得到實驗驗證,但是到WinfriedDenk發(fā)明雙光子顯微鏡又用了將近30年。要理解雙光子的技術(shù)挑戰(zhàn)和飛秒激光發(fā)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(dāng)于和頻產(chǎn)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(guān),所以關(guān)鍵變量只剩下激光脈寬?;谝陨戏治觯軌蛞愿咧仡l(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(fā)光源。這也再次說明雙光子顯微鏡的優(yōu)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(fā),所以雙光子成像更清晰。雙光子顯微鏡不需要共聚焦細孔,提高了熒光檢測效率。

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雙光子顯微鏡為什么穿透能力強?生物組織在近紅外波段存在兩個窗口,第1個近紅外窗口對應(yīng)波長在700nm-900nm,第2個近紅外窗口對應(yīng)波長在1000nm-1400nm之間。舉例說明就是單晶硅對于可見光幾乎是不透明的,但是對于紅外波段就像是“水晶”一樣通透性很好了。原因有兩點:1.生物組織對紅外光的吸收弱,對可見光吸收強。類似的,平時用手電筒照射手指,會看到手通透紅亮,也是由于生物組織對長波長的紅光吸收少。2.生物組織對紅外光的散射弱。因為瑞利散射的強度反比于波長λ的四次方。類似的,早晨的太陽非常紅,也就是因為長波長的紅光穿透力更強。這兩點共同導(dǎo)致長波長的紅外光比可見光對生物組織的穿透能力強。這種雙光子顯微鏡的視場是普通顯微鏡的10倍。國外熒光激光雙光子顯微鏡光刺激

雙光子顯微鏡的應(yīng)用中,該如何選擇以及更好的使用PMT。進口布魯克雙光子顯微鏡光子探測

通過對微型光學(xué)系統(tǒng)的重新設(shè)計,F(xiàn)HIRM-TPM 2.0成像視野擴大至420×420平方微米,微型物鏡的工作距離擴展至1毫米,以實現(xiàn)非侵入式成像;嵌入了可拆卸的快速軸向掃描模塊,實現(xiàn)了180微米深度的三維體成像和多平面快速切換的實時成像。該模塊由一個快速的電動變焦透鏡和一對中繼透鏡組成,在不同深度成像時保持放大倍率恒定。其中,變焦模塊重量1.8克,研究人員可根據(jù)實驗需求自由拆卸。此外,新版微型化成像探頭還可整體即時拔插,極大地簡化了實驗操作,避免了長周期實驗時對動物的干擾。在重復(fù)裝卸探頭追蹤同一批神經(jīng)元時,視場旋轉(zhuǎn)角小于0.07弧度,邊界偏差小于35微米。進口布魯克雙光子顯微鏡光子探測