第二代微型化雙光子熒光顯微鏡FHIRM-TPM2.0,其成像視野是該團隊于2017年發布的代微型化顯微鏡的7.8倍,同時具備三維成像能力,獲取了小鼠在自由運動行為中大腦三維區域內上千個神經元清晰穩定的動態功能圖像,并且實現了針對同一批神經元長達一個月的追蹤記錄。在一批“早鳥項目”中,該系統已被多個研究組應用于不同的模式動物和行為范式,如小鼠的社交新穎性識別、斑胸草雀受調控后大腦特定神經元變化、新型神經遞質乙酰膽堿探針的傳導適應性分析以及獼猴三腦區成像等多項研究。雙光子顯微鏡不需要共聚焦細孔,提高了熒光檢測效率。國內2PPLUS雙光子顯微鏡成像視野
與普通顯微鏡相比,電子顯微鏡可以在更小的尺度上觀察事物,冷凍電子顯微鏡可以觀察活性生物大分子。雙光子顯微鏡有什么優勢?它能做普通光學顯微鏡做不到的事情嗎?原來雙光子顯微鏡可以準確穿透厚標本進行定點和***觀察!因為電磁波的波長越短,粒子越強,散射的影響越大。雙光子顯微鏡將激發光源改為長波長激光,增加了激光的穿透力,同時降低了對細胞的毒性。此外,由于雙光子激發效應只能發生在物鏡的焦點處,因此掃描精度極高,還可以提高激發光效率,減少掃描點以外的熒光物質的消耗。進口熒光雙光子顯微鏡廠家雙光子顯微鏡的應用中,該如何選擇以及更好的使用PMT。
微型化雙光子熒光顯微成像改變了在自由活動動物中觀察細胞和亞細胞結構的方式,可用于在動物覓食、哺乳、跳臺、打斗、嬉戲、睡眠等自然行為條件下,長時程觀察神經突觸、神經元、神經網絡、遠程連接的腦區等多尺度、多層次動態變化。該成果在2016年底美國神經科學年會、2017年5月冷泉港亞洲腦科學專題會議上報告后,得到包括多位諾貝爾獎獲得者在內的國內外神經科學家的高度贊譽。冷泉港亞洲腦科學專題會議、美國明顯神經科學家加州大學洛杉磯分校的AlcinoJSilva教授在評述中寫道,“從任何一個標準來看,這款顯微鏡都了一項重大技術發明,必將改變我們在自由活動動物中觀察細胞和亞細胞結構的方式。它所開啟的大門,甚至超越了神經元和樹突成像。系統神經生物學正在進入一個新的時代,即通過對細胞群體中可辨識的細胞和亞細胞結構的復雜生物學事件進行成像觀測。
雙光子熒光顯微鏡是激光掃描共聚焦顯微鏡和雙光子激發技術相結合的新技術。雙光子激發的基本原理是:在光子密度較高的情況下,熒光分子可以同時吸收兩個波長較長的光子,經過短暫的所謂激發態壽命后,發射一個波長較短的光子;效果和用波長為長波長一半的光子激發熒光分子是一樣的。雙(多)光子成像的優點是具有更深的組織穿透深度,紅外光可以在平面上探測到極限為1mm的組織區域;因為信號背景比高,所以具有更高的對比度;由于激發體積小,具有定點激發、光毒性小的特點;激發波長由紫外、可見光調整為紅外激發,更加安全。雙光子顯微鏡在各領域研究中已有許多成功實例。
從雙光子的原理和特點,我們可以清楚地得出雙光子的優點:☆光損傷小:由于雙光子顯微鏡采用可見光或近紅外光作為激發光源,因此該波段的光對細胞和組織的光損傷很小,適合長期研究;☆穿透能力強:與紫外光相比,可見光和近紅外光的穿透能力更強,因此受生物組織散射的影響更小,解決了生物組織深層物質的層析成像問題;☆高分辨率:由于雙光子吸收的截面很小,只能在焦平面很小的區域激發熒光,雙光子吸收被限制在焦點處體積約為波長三次方的范圍內;☆漂白區域小:由于激發只存在于交點處,焦點外的區域不會發生光漂白;☆熒光收集率高:與共焦成像相比,雙光子成像不需要濾光片(共焦),提高了熒光收集率,直接導致圖像對比度的提高;☆圖像對比度高:由于熒光波長小于入射波長,瑞利散射產生的背景噪聲*為單光子激發產生的1/16,減少了散射的干擾;光子躍遷具有很強的選擇性激發,因此可以用來對生物組織中的一些特殊物質進行成像;雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。進口ultima雙光子顯微鏡價格
雙光子顯微鏡成像技術及不同轉基因小鼠開展對多種臟器的成像研究。國內2PPLUS雙光子顯微鏡成像視野
使用雙光子顯微鏡可以以亞細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元活動,但神經元活動的速度對于常規的2PM來說太快。目前電壓成像主要通過寬場顯微鏡實現,但它的空間分辨率較差并且只是于淺層深度。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行成像,需要較提高2PM的成像速率。FACED模塊輸出處的子脈沖序列可以看作從虛擬光源陣列發出的光,這些子脈沖在中繼到顯微鏡物鏡后形成了一個空間上分離且時間延遲的焦點陣列。然后將該模塊并入具有高速數據采集系統的標準雙光子熒光顯微鏡中,如圖2所示。光源是具有1MHz重復頻率的920nm的激光器,通過FACED模塊可產生80個脈沖焦點,其脈沖時間間隔為2ns。這些焦點是虛擬源的圖像,虛擬源越遠,物鏡處的光束尺寸越大,焦點越小。光束沿y軸比x軸能更好地充滿物鏡,從而導致x軸的橫向分辨率為0.82μm,y軸的橫向分辨率為0.35μm。國內2PPLUS雙光子顯微鏡成像視野