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(kāi)著冷氣的房間里的超大防震臺(tái)上見(jiàn)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⌒囊硪恚屡獕牧四睦锒鵁o(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)儀器帶寬足以覆蓋鈦藍(lán)寶石激光器的可調(diào)諧范圍和用于多光子顯微鏡的許多其它激光器的典型中心頻率。美國(guó)清醒動(dòng)物多光子顯微鏡研究
基于多光子顯微鏡的神經(jīng)成像技術(shù)原理:多光子顯微鏡可用于深度成像和三維成像,因此可用于拍攝不透明的厚樣品。目前主要使用的多光子顯微鏡包括雙光子顯微鏡和三光子顯微鏡。雙光子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與共焦類似,區(qū)別在于:1)雙光子顯微鏡的激發(fā)光波長(zhǎng)比共焦長(zhǎng),能量較低,但穿透能力較強(qiáng);2)雙光子顯微鏡沒(méi)有小孔,提高了檢測(cè)效率;3)雙光子顯微鏡成像深度較快提高。那么,為什么雙光子能具有共焦顯微鏡所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)呢?原因是它采用雙光子激發(fā)方式。使用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的激發(fā)光子,光子的能量較低,因此電子需要吸收兩個(gè)這樣的激發(fā)光子才能達(dá)到激發(fā)態(tài),從而釋放出一個(gè)熒光光子。因此,熒光信號(hào)的強(qiáng)度與光強(qiáng)的平方成正比。因?yàn)榻裹c(diǎn)處的光強(qiáng)較大,只能在焦點(diǎn)處激發(fā)熒光。波長(zhǎng)越長(zhǎng),穿透力越強(qiáng),因此雙光子顯微鏡的成像深度大于共焦顯微鏡。由于兩個(gè)光子只在焦點(diǎn)激發(fā)熒光,不需要小孔,而是將所有的熒光都收集起來(lái),提高了檢測(cè)效率。三光子顯微鏡的原理類似于雙光子顯微鏡,利用三個(gè)激發(fā)光子可以實(shí)現(xiàn)更深的成像深度。由于使用了更長(zhǎng)的激發(fā)波長(zhǎng),穿透能力更強(qiáng),成像深度更大。此外,由于較強(qiáng)的非線性效應(yīng),熒光信號(hào)的強(qiáng)度與光強(qiáng)的立方成正比,因此比雙光子具有更低的非聚焦激發(fā)和背景噪聲。模塊化多光子顯微鏡代理商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)等學(xué)科,生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜,進(jìn)入門檻較高。
針對(duì)雙光子熒光顯微鏡的特點(diǎn),從理論上分析雙光子成像特點(diǎn),并搭建一套時(shí)間、空間分辨率高,能實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、多參數(shù)測(cè)量的雙光子熒光顯微鏡系統(tǒng)。具體系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)∶(1)能對(duì)不同染料的雙光子熒光進(jìn)行探測(cè);(2)用特定染料對(duì)樣品標(biāo)記以后,能實(shí)現(xiàn)雙光子熒光的三維成像;(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)的研究,改進(jìn)雙光子熒光顯微成像系統(tǒng);(4)在保證成像質(zhì)量的前提下,簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng),使得實(shí)驗(yàn)操作方便、安全。單光子激發(fā)熒光的過(guò)程,就是熒光分子吸收一個(gè)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(guò)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(dòng)能級(jí)。處于比較低電子激發(fā)態(tài)的比較低振動(dòng)能級(jí)像在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)成像研究中顯示了較大的優(yōu)勢(shì)。而在顯微成像中,雙光子熒光顯微鏡憑其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn),成為研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能檢測(cè)的重要工具。
2020年,TonmoyChakraborty等人提出了一種加快2PM軸向掃描速度的方法[2]。在光學(xué)顯微鏡中,物鏡或樣品的緩慢軸向掃描速度限制了體積成像的速度。近年來(lái),通過(guò)使用遠(yuǎn)程聚焦技術(shù)或電可調(diào)諧透鏡(ETL)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了快速軸向掃描;但是,遠(yuǎn)程聚焦中反射鏡的機(jī)械驅(qū)動(dòng)會(huì)限制軸向掃描速度,ETL會(huì)引入球面像差和更高階像差,從而無(wú)法進(jìn)行高分辨率成像。為了克服這些局限性,該組引入了一種新穎的光學(xué)設(shè)計(jì),能將橫向掃描轉(zhuǎn)換為可用于高分辨率成像的無(wú)球差的軸向掃描。該設(shè)計(jì)有兩種實(shí)現(xiàn)方式,第一種能夠執(zhí)行離散的軸向掃描,另一種能夠進(jìn)行連續(xù)的軸向掃描。具體裝置如圖3a所示,由兩個(gè)垂直臂組成,每個(gè)臂中都有一個(gè)4F望遠(yuǎn)鏡和一個(gè)物鏡。遠(yuǎn)程聚焦臂包含一個(gè)檢流掃描鏡(GSM)和一個(gè)空氣物鏡(OBJ1),另一個(gè)臂(稱為照明臂)由一個(gè)水浸物鏡(OBJ2)構(gòu)成。將這兩個(gè)臂對(duì)齊,以使GSM與兩個(gè)物鏡的后焦平面共軛。準(zhǔn)直的激光束被偏振分束器反射到遠(yuǎn)程聚焦臂中,GSM對(duì)其進(jìn)行掃描,進(jìn)而使得OBJ1產(chǎn)生的激光焦點(diǎn)進(jìn)行橫向掃描。多光子顯微鏡中,極短的激光脈沖聚焦在樣品上的緊密點(diǎn)上,激發(fā)熒光團(tuán)產(chǎn)生圖像。
對(duì)兩個(gè)遠(yuǎn)距離(相距大于1-2mm)的成像部位,通常使用兩條單獨(dú)的路徑進(jìn)行成像;對(duì)于相鄰區(qū)域,通常使用單個(gè)物鏡的多光束進(jìn)行成像。多光束掃描技術(shù)必須特別注意激發(fā)光束之間的串?dāng)_問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)事后光源分離方法或時(shí)空復(fù)用方法來(lái)解決。事后光源分離方法指的是用算法來(lái)分離光束消除串?dāng)_;時(shí)空復(fù)用方法指的是同時(shí)使用多個(gè)激發(fā)光束,每個(gè)光束的脈沖在時(shí)間上延遲,這樣就可以暫時(shí)分離被不同光束激發(fā)的單個(gè)熒光信號(hào)。引入越多路光束就可以對(duì)越多的神經(jīng)元進(jìn)行成像,但是多路光束會(huì)導(dǎo)致熒光衰減時(shí)間的重疊增加,從而限制了區(qū)分信號(hào)源的能力;并且多路復(fù)用對(duì)電子設(shè)備的工作速率有很高的要求;大量的光束也需要更高的激光功率來(lái)維持近似單光束的信噪比,這會(huì)容易導(dǎo)致組織損傷。多光子顯微鏡作為一種研究微觀結(jié)構(gòu)和功能的技術(shù),在眾多領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。嚙齒類多光子顯微鏡多光子激發(fā)
多光子顯微鏡銷售/營(yíng)銷策略建議。美國(guó)清醒動(dòng)物多光子顯微鏡研究
在生物成像中,我司多光子顯微鏡具有清晰,快速,深層,活這四個(gè)方面。結(jié)合了多光子上轉(zhuǎn)化材料以及時(shí)間編碼的結(jié)構(gòu)光超分辨技術(shù),實(shí)現(xiàn)了快速(50MHz的掃描速度),超分辨(超衍射極限)成像。作為一種新的高速,超高分辨率的成像系統(tǒng),MUTE-SIM可以幫助我們對(duì)快速運(yùn)動(dòng)的生物圖像進(jìn)行分辨率高的成像。盡管關(guān)于深度成像的應(yīng)用我們沒(méi)有進(jìn)一步展示,但是結(jié)合1560nm近紅外光相對(duì)于可見(jiàn)光更佳的穿透性,我們相信該技術(shù)將有利于對(duì)生物組織進(jìn)行高速,超分辨,高深度地成像,有助于生物影像學(xué)的發(fā)展。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。美國(guó)清醒動(dòng)物多光子顯微鏡研究