雙光子顯微鏡的應(yīng)用由于適合動態(tài)成像,雙光子顯微鏡一經(jīng)問世便很快應(yīng)用于神經(jīng)科學,、遺傳發(fā)育,、藥物代謝等領(lǐng)域。雙光子顯微鏡能夠在細胞甚至是亞細胞水平上對***神經(jīng)細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu),、離子濃度,、細胞運動、分子相互作用等進行直接成像監(jiān)測,,而且能夠進行光裂解,、光轉(zhuǎn)染和光損傷等光學操縱。同時,,雙光子顯微鏡能動態(tài)監(jiān)測**在體內(nèi)的生長和轉(zhuǎn)移,,并可對**治療過程中*細胞的變化進行實時觀測和評估。隨著光學技術(shù),、熒光探針技術(shù),、計算機成像技術(shù)的發(fā)展,,雙光子顯微技術(shù)會得到更大提升和更廣的應(yīng)用,,未來不僅用于基礎(chǔ)研究,也將擴展到臨床應(yīng)用,。雙光子顯微鏡廠家就找滔博生物,。國內(nèi)熒光雙光子顯微鏡應(yīng)用
隨著技術(shù)的發(fā)展,雙光子顯微鏡的性能得到不斷地優(yōu)化,,結(jié)合它的特點,,大致可以分成深和活兩個方面的提升。要想讓激發(fā)激光進入更深的層面,,大致可從兩個方面入手,,裝置優(yōu)化與標本改造。關(guān)于裝置優(yōu)化,,我們可以把激光束變得更細,,使能量更加集中,就能讓激光穿透更深,。關(guān)于標本,,其中影響光傳播的主要是物質(zhì)吸收和散射,解決這個問題,,我們需要對樣本進行透明化處理,。一種方法是運用某種物質(zhì)將標本浸泡,,使其中的物質(zhì)(主要是脂質(zhì))被破壞或溶解。另一種方法是運用電泳將脂質(zhì)電解,,讓標本“透明度”提高,。美國2PPLUS雙光子顯微鏡磷光壽命計數(shù)雙光子顯微鏡是結(jié)合了雙光子激發(fā)技術(shù)和激光掃描共聚顯微鏡。
雙光子熒光顯微鏡是結(jié)合了激光掃描共聚焦顯微鏡和雙光子激發(fā)技術(shù)的一種新技術(shù),。雙光子激發(fā)的基本原理是: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,在經(jīng)過一個很短的所謂激發(fā)態(tài)壽命的時間后,,發(fā)射出一個波長較短的光子,;其效果和使用一個波長為長波長一半的光子去激發(fā)熒光分子是相同的。雙(多)光子成像優(yōu)勢在于,,具有更深的組織穿透深度,,利用紅外光,能夠在層面檢測極限達1mm的組織區(qū)域,;因信號背景比高,,而具有更高的對比度;因激發(fā)體積小,,具有定點激發(fā)的特性,,具有更少的光毒性;激發(fā)波長由紫外,、可見光調(diào)整為紅外激發(fā),,能夠更加安全。
王愛民副教授結(jié)合工作實例,,展示了雙光子顯微鏡的研發(fā)與應(yīng)用,。歷經(jīng)3年多的協(xié)同奮戰(zhàn),成功研制新一代高速分辨微型化雙光子熒光顯微鏡,,重量只為2.2克,,這一微型顯微鏡獲取了小鼠在自由行為過程中大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動清晰、穩(wěn)定的圖像,,該顯微鏡適于佩戴在小動物頭部,,可實時記錄數(shù)十個神經(jīng)元、上千個神經(jīng)突觸的動態(tài)信號,,在大型動物上,,還可望實現(xiàn)多探頭佩戴、多顱窗不同腦區(qū)的長時程觀測,。雙光子顯微成像的在生物醫(yī)學研究和醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用有較大的應(yīng)用前景,,首先雙光子顯微鏡能夠進行細胞和組織結(jié)構(gòu)成像,在亞微米級成像,,此功能與目前市場上的共聚焦類顯微鏡性能類似,;雙光子顯微成像能夠?qū)崟r,、在體、原位,、無創(chuàng)地,,根據(jù)不同物質(zhì)組份的光譜特性,區(qū)分成像,;雙光子顯微鏡能夠進行生化指標成像,,在無造影劑的前提下,利用自發(fā)熒光,、二次諧波,、熒光獲得活細胞生化信息。雙光子顯微鏡廠家就找因斯蔻浦(上海)生物科技有限公司,;
新一代微型化雙光子熒光顯微成像系統(tǒng)的成功研制是國家重大科研儀器研制專項的一個碩果,。它彰顯了北京大學在生物醫(yī)學成像領(lǐng)域先期布局的前瞻性,鍛煉了一支以年輕PI和碩博研究生為主體,、具有學科交叉背景和重要技術(shù)創(chuàng)新能力的“中國智造”隊伍,。目前,該研發(fā)團隊正在領(lǐng)銜建設(shè)“多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學成像”十三五國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,,積極參與即將啟動的中國腦科學計劃,。可以期待,,微型化雙光子熒光顯微成像系統(tǒng)將為實現(xiàn)“分析腦,、理解腦、模仿腦”的戰(zhàn)略目標發(fā)揮不可或缺的重要作用雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器,。國內(nèi)布魯克雙光子顯微鏡用途
雙光子顯微鏡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發(fā)動,,所以雙光子成像更清晰,。國內(nèi)熒光雙光子顯微鏡應(yīng)用
雙光子吸收理論早在1931年就由諾獎得主MariaGoeppertMayer提出,30年后因為有了激光才得到實驗驗證,,但是到WinfriedDenk發(fā)明雙光子顯微鏡又用了將近30年,。要理解雙光子的技術(shù)挑戰(zhàn)和飛秒激光發(fā)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(chǎn)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(guān),,所以關(guān)鍵變量只剩下激光脈寬?;谝陨戏治?,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(fā)光源。這也再次說明雙光子顯微鏡的優(yōu)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(fā),,所以雙光子成像更清晰。國內(nèi)熒光雙光子顯微鏡應(yīng)用