使用基因編碼的熒光探針可以在突觸和細(xì)胞分辨率下監(jiān)測體內(nèi)神經(jīng)元信號,這是揭示動物神經(jīng)活動復(fù)雜機(jī)制的關(guān)鍵。使用雙光子顯微鏡(2PM)可以以亞細(xì)胞分辨率對鈣離子傳感器和谷氨酸傳感器成像,從而測量不透明大腦深處的活動;成像膜電壓變化能直接反映神經(jīng)元活動,但神經(jīng)元活動的速度對于常規(guī)的2PM來說太快。目前電壓成像主要通過寬場顯微鏡實現(xiàn),但它的空間分辨率較差并且于淺層深度。因此要在不透明的大腦中以高空間分辨率對膜電壓變化進(jìn)行成像,需要明顯提高2PM的成像速率。雙光子顯微鏡采用長波長激發(fā)。美國靈長類多光子顯微鏡代理
細(xì)胞在受到外界刺激時,隨著刺激時間的增長,即使刺激繼續(xù)存在,Ca2+熒光信號不但不會繼續(xù)增強(qiáng),反而會減弱,直至恢復(fù)到未加刺激物時的水平。對于細(xì)胞受精過程中 Ca2+熒光信號的變化情況,研究發(fā)現(xiàn),配了在粘著過程中,Ca2+熒光信號未發(fā)生任何變化,而配子之間發(fā)生融合作用時,Ca2+熒光信號強(qiáng)度卻會出現(xiàn)一個不穩(wěn)定的峰值,并可持續(xù)幾分鐘。這些現(xiàn)象,對研究受精發(fā)育的早期信號及 Ca2+在卵細(xì)胞和受精卵的發(fā)育過程中的作用具有重要的意義。在其它一些生理過程如細(xì)胞分裂、胞吐作用等,Ca2+熒光信號強(qiáng)度也會發(fā)生很的變化。美國多光子顯微鏡數(shù)據(jù)采集多光子顯微鏡作為神經(jīng)科學(xué)重要的研究工具,近年來發(fā)展快速,品牌也眾多。
單光子激發(fā)熒光的過程,就是熒光分子吸收一個光子,從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),躍遷以后,能量較大的激發(fā)態(tài)分子,通過內(nèi)轉(zhuǎn)換把部分能量轉(zhuǎn)移給周圍的分子,自己回到比較低電子激發(fā)態(tài)的比較低振動能級。處于比較低電子激發(fā)態(tài)的比較低振動能級的分子的平均壽命大約在 10s 左右。這時它不是通過內(nèi)轉(zhuǎn)換的方式來消耗能量,回到基態(tài),而是通過發(fā)射出相應(yīng)的光量子來釋放能量,回到基態(tài)的各個不同的振動能級時,就發(fā)射熒光。因為在發(fā)射熒光以前已經(jīng)有一部分能量被消耗,所以發(fā)射的熒光的能量要比吸收的能量小,也就是熒光的特征波長要比吸收的特征波長來的長。
國內(nèi)顯微鏡制造市場目前斷層嚴(yán)重。目前我國顯微鏡行業(yè)發(fā)展缺乏技術(shù)沉淀,20年以上經(jīng)營積累的企業(yè)十分稀缺,深度精密制造、光學(xué)主要部件設(shè)計及工藝嚴(yán)重制約產(chǎn)業(yè)升級。目前中國顯微鏡中如多光子顯微鏡、共聚焦掃描和電子顯微鏡等主要集中在徠卡顯微系統(tǒng)、蔡司、尼康、奧林巴斯等國外企業(yè)。國內(nèi)具備生產(chǎn)顯微鏡能力的企業(yè)屈指可數(shù),若國內(nèi)顯微鏡企業(yè)能打破技術(shù)壁壘,切入顯微鏡市場,企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營將騰躍至一個更高的格局。未來國產(chǎn)多光子激光掃描顯微鏡替代空間大。目前中國使用的多光子激光掃描顯微鏡幾乎被徠卡顯微系統(tǒng)、蔡司、尼康和奧林巴斯壟斷。國內(nèi)有能力開始生產(chǎn)多光子激光掃描顯微鏡的企業(yè)極少,若國內(nèi)能夠制造出高性能、高可靠性的多光子激光掃描顯微鏡,無異是會面臨極大的市場機(jī)遇。世界多光子激光掃描顯微鏡產(chǎn)業(yè)主要布局在德國和日本,德國是徠卡顯微系統(tǒng)和蔡司。
1,光源、光路高度整合通過精密的設(shè)計,將飛秒激光器、掃描振鏡、PMT、濾光片組,甚至是單光子熒光光路全套整合在一個不大的掃描頭(ScanHead)內(nèi),無論掃描頭如何移動,掃描頭內(nèi)的光路都可以保持穩(wěn)定不變,從而實現(xiàn)了超穩(wěn)定、免維護(hù)的特點。2,配合多維度、高精度機(jī)械控制系統(tǒng)。掃描頭直接架設(shè)在一個多維運動的機(jī)械裝置上,可沿任意方向和角度移動掃描頭,方便對動物樣本進(jìn)行多方位的掃描觀察。而這在常規(guī)方案的多光子顯微鏡上有很大的實現(xiàn)難度,不但需要多個關(guān)節(jié)組合的光路導(dǎo)向機(jī)構(gòu),并且在這些關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的時候,都冒著極大的光路偏移的風(fēng)險,以至于在使用一段時間后都需要對光路進(jìn)行再次校準(zhǔn),而這樣的問題在我司上則完全不會發(fā)生。3.一機(jī)多能。 全球多光子顯微鏡主要消費地區(qū)分析,包括消費量及份額等。美國離體多光子顯微鏡能量脈沖
多光子成像是一種非線性的過程,信號產(chǎn)生要求功率密度達(dá)到MW/cm2的量級。美國靈長類多光子顯微鏡代理
與傳統(tǒng)的單光子寬視野熒光顯微鏡相比,多光子顯微鏡(MPM)具有光學(xué)切片和深層成像等功能,這兩個優(yōu)勢極大地促進(jìn)了研究者們對于完整大腦深處神經(jīng)的了解與認(rèn)識。2019年,JeromeLecoq等人從大腦深處的神經(jīng)元成像、大量神經(jīng)元成像、高速神經(jīng)元成像這三個方面論述了相關(guān)的MPM技術(shù)[1]。想要將神經(jīng)元活動與復(fù)雜行為聯(lián)系起來,通常需要對大腦皮質(zhì)深層的神經(jīng)元進(jìn)行成像,這就要求MPM具有深層成像的能力。激發(fā)和發(fā)射光會被生物組織高度散射和吸收是限制MPM成像深度的主要因素,雖然可以通過增加激光強(qiáng)度來解決散射問題,但這會帶來其他問題,例如燒壞樣品、離焦和近表面熒光激發(fā)。增加MPM成像深度比較好的方法是用更長的波長作為激發(fā)光。美國靈長類多光子顯微鏡代理