許多生物醫(yī)學成像方式,,無論是單光子(共聚焦)或多光子(雙光子),,都使用激光作為光源,并需要兼容的熒光染料,。熒光染料有自己的激發(fā)波長,,它們可以被單個光子以該激發(fā)波長的光子能量激發(fā)(E=hv=h*c/λ);或者是兩個幾乎同時到達的光子,,但每個光子的能量約為單光子能量的一半,即雙波長(0.5E->2λ),。前者是單光子顯微鏡原理,,后者是雙光子顯微鏡原理。在對同一種熒光染料進行成像時,,雙光子與單光子相比可以使用約兩倍波長,,因此雙光子的散射較小(波長較長,散射較小),,可以更深入地滲透到組織中,。雙光子顯微鏡放大倍數(shù)是多少?美國2PPLUS雙光子顯微鏡熒光壽命計數(shù)
1990年初,,當WinfriedDenk剛從康奈爾大學博士畢業(yè)準備前往瑞士讀博后時,,他看了一本關于激光掃描顯微鏡的書,,從中了解到非線性光學效應——強光和物質的相互作用。當時,,Denk有同事研究生物樣品中的鈣離子但苦于沒有強大的紫外激光器和光學元件,,于是他就想到如果使用雙光子吸收就能夠繞開紫外,換言之,,與其通過一個紫外光子激發(fā)標記的鈣離子,,通過兩個雙倍波長的可見光光子也能激發(fā)相同的熒光。有了想法后馬上實驗,。借了一套染料飛秒激光器,,Denk聯(lián)合他的導師WattWebb及其博士生JamesStrickler只用六個小時就完成了實驗搭建,采集數(shù)據(jù)則用了兩到三天,,于是一篇里程碑式的文章就此誕生了,。國內2PPLUS雙光子顯微鏡供應商雙光子顯微鏡在各領域研究中已有許多成功實例;
細胞內鈣離子作為重要的信號分子其作用具有時間性和空間性,。當個細胞興奮時,,產(chǎn)生了一個電沖動,此時,,細胞外的鈣離子流入該細胞內,,促使該細胞分泌神經(jīng)遞質,神經(jīng)遞質與相鄰的下一級神經(jīng)細胞膜上的蛋白分子結合,,促使這一級神經(jīng)細胞產(chǎn)生新的電沖動,。以此類推,神經(jīng)信號便一級一級地傳遞下去,,從而構成復雜的信號體系,,終形成學習、記憶等大腦的高級功能,。在哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)中,,鈣離子同樣扮演著重要的信號分子的角色。靜息狀態(tài)下大部分神經(jīng)元細胞內鈣離子濃度約為50-100nM,,而細胞興奮時鈣離子濃度能瞬間上升10-100倍,,增加的鈣離子對于突觸囊泡胞吐釋放神經(jīng)遞質的過程必不可少。眾所周知,,只有游離鈣才具有生物學活性,,而細胞質內鈣離子濃度由鈣離子的內外流平衡所決定,同時也受鈣結合蛋白的影響,。細胞外鈣離子內流的方式有很多種,,其中包括電壓門控鈣離子通道、離子型谷氨酰胺受體,、煙堿型膽堿能受體(nAChR)和瞬時受體電位C型通道(TRPC)等,。神經(jīng)元鈣成像的原理就是利用特殊的熒光染料或鈣離子指示劑將神經(jīng)元中鈣離子濃度的變化通過熒光強度表現(xiàn)出來,以反映神經(jīng)元活性,。該方法可以同時觀察多個功能或位置相關的腦細胞,。
雙光子技術在醫(yī)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(tǒng)的醫(yī)學研究與龐大的醫(yī)療數(shù)據(jù)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(huán)境、組織形態(tài),、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(lián)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(jù),,建立全新的多光子細胞診斷的完整數(shù)據(jù)庫,,定義出針對不同疾病的多光子臨床檢測設備的產(chǎn)品標準。討論環(huán)節(jié),,來自病理科,、呼吸中心、心臟科,、神經(jīng)科,、皮膚科及研究所的多位醫(yī)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(fā)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。雙光子顯微鏡的基本原理是: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,。
雙光子顯微鏡是結合了雙光子激發(fā)技術和激光掃描共聚顯微鏡的一種新型熒光顯微鏡,其原理大致是這樣的:首先,,讓我們來看看什么是熒光顯微鏡,。熒光顯微鏡是以紫外線為光源,照射被檢物體上的熒光物質或是熒光染料,,使其發(fā)出熒光,。相比普通光學顯微鏡,,熒光顯微鏡運用了波長更短的紫外線,再將可見光過濾掉,,提高了分辨力率,。而當被檢物體過厚時,從不同深度發(fā)出的熒光都會打在物鏡上,,使觀察到的像模糊,、發(fā)虛,無法清楚的知道被檢物體的結構,。而激光掃描共聚顯微鏡就是在熒光顯微鏡的基礎上,,增加了激光掃描裝置,從而解決了上述問題,。激光共聚掃描顯微鏡脫離了傳統(tǒng)光學顯微鏡的場光源和局部平面成像模式,,采用激光束作光源,激光束經(jīng)照明孔,,經(jīng)由分光鏡反射至物鏡,,并聚焦于樣品上,對標本焦平面上每一點進行掃描,。組織樣品中的熒光物質受到刺激后發(fā)出的熒光經(jīng)原來入射光路直接反向回到分光鏡,,通過探測孔時先聚焦,然后被光探頭收集,,轉化為信號輸送到計算機進行處理,。這個裝置能讓通過探測***的只有焦平面上發(fā)出的熒光,使成像更為清晰準確,,同時通過改變物鏡的焦距,,能對不同焦平面進行掃描,通過計算機繪出普通顯微鏡無法觀測的三維圖像,。雙光子顯微鏡型號有哪些,?國外ultima2PPLUS雙光子顯微鏡授權供應商
在深度組織中以較長時間對細胞成像,雙光子顯微鏡是當前之選,。美國2PPLUS雙光子顯微鏡熒光壽命計數(shù)
雙光子顯微鏡的應用由于適合動態(tài)成像,,雙光子顯微鏡一經(jīng)問世便很快應用于神經(jīng)科學,、遺傳發(fā)育,、藥物代謝等領域。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)結構,、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**在體內的生長和轉移,,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、熒光探針技術,、計算機成像技術的發(fā)展,雙光子顯微技術會得到更大提升和更廣的應用,,未來不僅用于基礎研究,,也將擴展到臨床應用。美國2PPLUS雙光子顯微鏡熒光壽命計數(shù)