多光子顯微鏡多光子激發(fā)

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-11-23

有許多方法可以實(shí)現(xiàn)快速光柵掃描,例如使用振鏡進(jìn)行快速2D掃描,以及將振鏡與可調(diào)電動(dòng)透鏡相結(jié)合進(jìn)行快速3D掃描。而可調(diào)電動(dòng)式鏡頭由于機(jī)械慣性的限制,無(wú)法在軸向快速切換焦點(diǎn),影響成像速度?,F(xiàn)在它可以被空間光調(diào)制器(SLM)取代。遠(yuǎn)程對(duì)焦也是實(shí)現(xiàn)3D成像的一種手段,如圖2所示。LSU模塊中,掃描振鏡水平掃描,ASU模塊包括物鏡L1和反射鏡M,通過(guò)調(diào)整M的位置實(shí)現(xiàn)軸向掃描該技術(shù)不僅可以校正主物鏡L2引入的光學(xué)像差,還可以進(jìn)行快速軸向掃描。為了獲得更多的神經(jīng)元成像,可以通過(guò)調(diào)整顯微鏡的物鏡設(shè)計(jì)來(lái)放大FOV。然而,大NA和大FOV的物鏡通常很重,不能快速移動(dòng)以進(jìn)行快速軸向掃描,因此大FOV系統(tǒng)依賴于遠(yuǎn)程聚焦、SLM和可調(diào)電動(dòng)透鏡。多光子顯微鏡的大多數(shù)補(bǔ)償器都采用棱鏡。多光子顯微鏡多光子激發(fā)

多光子顯微鏡多光子激發(fā),多光子顯微鏡

首代小型化雙光子顯微鏡在國(guó)際上獲得小鼠自由行為過(guò)程中大腦神經(jīng)元和突觸的動(dòng)態(tài)圖像后,我們成功研制了第二代小型化雙光子顯微鏡。它具有更大的成像視野和三維成像能力,可以清晰穩(wěn)定地對(duì)自由活動(dòng)小鼠三維腦區(qū)的數(shù)千個(gè)神經(jīng)元進(jìn)行成像,實(shí)現(xiàn)對(duì)同一批神經(jīng)元的一個(gè)月追蹤記錄。通過(guò)對(duì)微光學(xué)系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)的。微物鏡工作距離延長(zhǎng)至1mm,實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)成像。內(nèi)嵌可拆卸的快速軸向掃描模塊,可采集深度180微米的3D體成像和多平面快速切換的實(shí)時(shí)成像。該掃描模塊由一個(gè)快速的電動(dòng)變焦透鏡和一對(duì)中繼透鏡組成,在不同深度成像時(shí)可保持放大倍率恒定。其變焦模塊重量,研究人員可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求自由拆卸。此外,新版微型化成像探頭可整體即時(shí)拔插,極大地簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作,避免了長(zhǎng)周期實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)動(dòng)物的干擾。在重復(fù)裝卸探頭同一批神經(jīng)元時(shí),視場(chǎng)旋轉(zhuǎn)角小于,邊界偏差小于35微米。進(jìn)口多光子顯微鏡Ultima Investigator多光子顯微鏡銷售渠道分析及建議。

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對(duì)于雙光子成像而言,離焦和近表面熒光激發(fā)是兩個(gè)比較大的深度限制因素,而對(duì)于三光子成像這兩個(gè)問(wèn)題大大減小,但是三光子成像由于熒光團(tuán)的吸收截面比2P要小得多,所以需要更高數(shù)量級(jí)的脈沖能量才能獲得與2P激發(fā)的相同強(qiáng)度的熒光信號(hào)。功能性3P顯微鏡比結(jié)構(gòu)性3P顯微鏡的要求更高,它需要更快速的掃描,以便及時(shí)采樣神經(jīng)元活動(dòng);需要更高的脈沖能量,以便在每個(gè)像素停留時(shí)間內(nèi)收集足夠的信號(hào)。復(fù)雜的行為通常涉及到大型的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)既具有局部的連接又具有遠(yuǎn)程的連接。要想將神經(jīng)元活動(dòng)與行為聯(lián)系起來(lái),需要同時(shí)監(jiān)控非常龐大且分布普遍的神經(jīng)元的活動(dòng),大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)在幾十毫秒內(nèi)處理傳入的刺激,要想了解這種快速的神經(jīng)元?jiǎng)恿W(xué),就需要MPM具備對(duì)神經(jīng)元進(jìn)行快速成像的能力??焖費(fèi)PM方法可分為單束掃描技術(shù)和多束掃描技術(shù)。

神經(jīng)科學(xué)重要的研究工具-多光子顯微鏡作為神經(jīng)科學(xué)重要的研究工具,近年來(lái)發(fā)展快速,品牌也眾多。我們通常都是在一間開著冷氣的房間里的超大防震臺(tái)上見過(guò)這樣一套設(shè)備。臺(tái)面上復(fù)雜的光路也讓我們?cè)谑褂弥行⌒囊硪?,生怕弄壞了哪里而無(wú)從修復(fù)。你是否想象過(guò)一臺(tái)放在書桌邊上就能使用的多光子顯微鏡,一臺(tái)跟普通顯微鏡一樣操作簡(jiǎn)便的多光子顯微鏡,一臺(tái)不用擔(dān)心會(huì)碰壞的多光子顯微鏡,一臺(tái)可以在不同實(shí)驗(yàn)室之間搬來(lái)搬去的多光子顯微鏡,一臺(tái)可以從任意角度進(jìn)行觀察掃描的多光子顯微鏡?滔博生物TOP-Bright是一家集研發(fā),生產(chǎn),銷售于一體的專注于神經(jīng)科學(xué)產(chǎn)品及致力于向高校、科研機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域提供實(shí)驗(yàn)室一體化方案的高科技企業(yè)。業(yè)務(wù)服務(wù)范圍已遍布至全國(guó)各地幾百家實(shí)驗(yàn)室。目前公司主營(yíng)產(chǎn)品是享譽(yù)全球的國(guó)際品牌和產(chǎn)品,這些儀器設(shè)備都是科學(xué)研究所必備且不可替代的基礎(chǔ)儀器多光子顯微鏡在臨床前評(píng)價(jià)IA形態(tài)、細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞密度和血管形成等方面顯示出強(qiáng)大的作用。

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作為一個(gè)多學(xué)科、知識(shí)密集型和資金密集型的高科技產(chǎn)業(yè),多光子顯微鏡涉及醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)、工程學(xué)等多個(gè)學(xué)科。其生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜,進(jìn)入門檻較高。它是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)和高科技發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。在過(guò)去的五年里,多光子顯微鏡的市場(chǎng)是集中的。由于投產(chǎn)成本高,技術(shù)難度大,目前涌現(xiàn)的新企業(yè)并不多。顯微鏡作為傳統(tǒng)的高科技產(chǎn)業(yè),并沒(méi)有被其他技術(shù)顛覆,而是一直在不斷融合發(fā)展相關(guān)技術(shù),在醫(yī)療等精密檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。顯微鏡的商業(yè)化發(fā)展已進(jìn)入成熟階段,主要需求來(lái)自教學(xué)、生命科學(xué)研究和精密測(cè)試等。全球市場(chǎng)呈現(xiàn)溫和增長(zhǎng)趨勢(shì)。而顯微鏡產(chǎn)品(如多光子顯微鏡、電子顯微鏡)正在刺激市場(chǎng)需求,多光子顯微鏡市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?。OCT可以用于損傷修復(fù)監(jiān)測(cè)。Yeh等用OCT、多光子顯微鏡。美國(guó)高速高分辨率多光子顯微鏡Ultima Investigator

多光子顯微鏡已經(jīng)被生物學(xué)家普遍的運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)中。多光子顯微鏡多光子激發(fā)

2020年,JianglaiWu等人提出提高2PM橫向掃描速率的裝置,稱為FACED(free-spaceangular-chirp-enhanceddelay)。圓柱透鏡將激光束一維聚焦,會(huì)聚角為Δθ。光束進(jìn)入到一對(duì)幾乎平行的高反射鏡中,其間距為S,偏角為α。經(jīng)過(guò)反射鏡多次反射后,激光脈沖被分成多個(gè)傳播方向不同的子脈沖(N=Δθ/α),脈沖間以2S/c的時(shí)間延遲(c,光速)回射。FACED模塊輸出處的子脈沖序列可以看作從虛擬光源陣列發(fā)出的光,這些子脈沖在中繼到顯微鏡物鏡后形成了一個(gè)空間上分離且時(shí)間延遲的焦點(diǎn)陣列。然后將該模塊并入具有高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)雙光子熒光顯微鏡中。光源是具有1MHz重復(fù)頻率的920nm的激光器,通過(guò)FACED模塊可產(chǎn)生80個(gè)脈沖焦點(diǎn),其脈沖時(shí)間間隔為2ns。這些焦點(diǎn)是虛擬源的圖像,虛擬源越遠(yuǎn),物鏡處的光束尺寸越大,焦點(diǎn)越小。光束沿y軸比x軸能更好地充滿物鏡,從而導(dǎo)致x軸的橫向分辨率為0.82μm,y軸的橫向分辨率為0.35μm。多光子顯微鏡多光子激發(fā)