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進口ultima雙光子顯微鏡成像原理

來源: 發布時間:2021-12-22

而配合了雙光子激發技術,激光共聚掃描顯微鏡則能更好得發揮功效。那么,什么是雙光子激發技術呢?在高光子密度的情況下,熒光分子可以同時吸收2個長波長的光子使電子躍遷到較高能級,經過一個很短的時間后,電子再躍遷回低能級同時放出一個波長為長波長一半的光子(P=h/λ)。利用這個原理,便誕生了雙光子激發技術。雙光子顯微鏡使用長波長脈沖激光,通過物鏡匯聚,由于雙光子激發需要很高的光子密度,而物鏡焦點處的光子密度是比較高的,所以只有在焦點處才能發生雙光子激發,產生熒光,該點產生的熒光再穿過物鏡,被光探頭接收,從而達到逐點掃描的效果。雙光子顯微鏡廠家就找滔博生物。進口ultima雙光子顯微鏡成像原理

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雙光子技術在醫療診斷應用中具有巨大的潛力,該領域還未形成標準和體系,需要系統的醫學研究與龐大的醫療數據加以支撐,通過研究人體基于多光子成像技術,進行細胞結構、生化成分、微環境、組織形態、代謝功能的影響信息,找到與疾病的細胞學、分子生物學、組織病理學、診斷和特征的關聯關系,共同探究生理病理基礎和分子細胞生物學機制,篩選鑒定、皮膚病、自身免疫病及其他疑難疾病的診斷及鑒別診斷依據,建立全新的多光子細胞診斷的完整數據庫,定義出針對不同疾病的多光子臨床檢測設備的產品標準。討論環節,來自病理科、呼吸中心、心臟科、神經科、皮膚科及研究所的多位醫師及研究人員紛紛結合各自的工作領域與王愛民副教授展開了熱烈的討論,其中毛發中心楊頂權主任計劃再次邀請王愛民副教授進行學術交流。通過本次學術交流,病理科與研究所分別與王愛民副教授課題組達成了初步合作意向。進口ultima雙光子顯微鏡成像原理雙光子顯微鏡在組織透明化成像中應用。

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雙光子吸收理論早在1931年就由諾獎得主提出,30年后因為有了激光才得到實驗驗證,但是到WinfriedDenk發明雙光子顯微鏡又用了將近30年。要理解雙光子的技術挑戰和飛秒激光發揮的重要作用,首先要了解其中的非線性過程。雙光子吸收相當于和頻產生非線性過程,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,所以關鍵變量只剩下激光脈寬。基于以上分析,能夠以高重頻(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光源。這也再次說明雙光子顯微鏡的優勢: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,所以雙光子成像更清晰。WinfriedDenk初使用的光源是染料飛秒激光器(100fs脈寬、630nm可見光波長)。雖然染料激光器對于實驗室演示尚可,但是使用很不方便所以遠未實現商用。很快雙光子顯微鏡的標配光源就變成了飛秒鈦寶石激光器。除了固態光源優勢,鈦寶石激光器還具有較寬的近紅外波長調諧范圍,而近紅外相比可見光穿透更深,對生物樣品損傷更小。

像差問題一直困擾著光學領域的工作者。像差會使光波前發生形變,不僅降低成像的信噪比和分辨率,使得很多時候我們只能“霧里看花”,更甚者,產生贗像,或無法獲得有意義的圖像。像差問題對雙光子成像的影響尤為嚴重,因為在那里,熒光信號對入射光強度的依賴是平方關系,一旦入射光波前形變,不僅聚焦強度大幅下降,成像分辨率也急劇惡化。因此,如何解決像差問題,實現,例如小鼠大腦皮層,深層區域的高質量成像成為光學成像發展中相當有挑戰性的問題之一。雙光子顯微鏡使用長波長脈沖光,是通過物鏡匯聚的。

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利用鈣成像技術記錄大腦活動,隨著功能光學成像技術的發展,神經學家們已經可以研究腦區和神經元內部的工作情況。功能鈣成像技術就是其中之一,其主要原理是將外源性熒光信號和生理現象耦合起來——通過熒光染料信號的改變反映細胞內游離鈣離子濃度,以此細胞的功能狀態。目前它被廣泛應用于實時監測一群相關神經元內鈣離子的變化,從而判斷其功能活動。該技術的出現使得科學家可以親眼目睹神經信號在神經網絡之中時間和空間上的傳遞穿梭。雙光子顯微鏡可以在小鼠的的任何部位進行有生命體成像。進口ultima雙光子顯微鏡成像原理

雙光子顯微鏡在各領域研究中已有許多成功實例。進口ultima雙光子顯微鏡成像原理

在國家自然科學基金委國家重大科研儀器研制專項《超高時空分辨微型化雙光子在體顯微成像系統》的支持下,北京大學分子醫學研究所、信息科學技術學院、動態成像中心、生命科學學院、工學院聯合中國人民醫學科學院組成跨學科團隊,歷經三年多的協同奮戰,成功研制新一代高速分辨微型化雙光子熒光顯微鏡,并獲取了小鼠在自由行為過程中大腦神經元和神經突觸活動清晰、穩定的圖像。原始論文于5月29日在線發表于自然雜志子刊Nature Methods (IF 25.3),相關技術文檔同步發表于Protocol Exchange (DOI: 10.1038/protex.2017.048),并已申請多項。進口ultima雙光子顯微鏡成像原理