首先我們來簡單介紹一下激光掃描共聚焦和雙光子這兩種當紅的顯微成像技術。激光掃描共聚焦顯微技術,,是熒光顯微成像的一種,,用于激發(fā)樣品的熒光信號并對其放大成像,。在激光掃描共聚焦顯微鏡中,,樣品焦平面上每一時刻只有一個點被激發(fā)光照射,,縱然焦平面外也有激發(fā)光照射,,但通過探測器前的(pinhole),,有焦平面上的熒光信號能被探測器接收,。也就是說,每個時刻,,只有焦平面上一個點的信號被探測,。通過點掃描的方式,一個個點的信號就可以組合出終的圖像,。雙光子顯微鏡(包括多光子顯微鏡)同樣采用點掃描的方式得到圖像,。不同的是,其采用的激發(fā)光波長較長,,只有當兩個(或更多)激發(fā)光光子幾乎同時轟擊熒光探針的時候才可能激發(fā)出熒光信號,。所以只有在光子密度特別大的焦點,出才會激發(fā)出熒光,。也就是說,,雙光子顯微鏡中,同樣每個時刻只有焦平面上一個點的信號被探測,,并且連焦平面外的熒光信號也不會有,。雙光子顯微鏡比單光子共聚焦顯微鏡較大的不同在于無須使用孔限制光學散射,。國內(nèi)investigator雙光子顯微鏡多少錢
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,,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,。雙光子激發(fā)需要很高的光子密度,,為了不損傷細胞,雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器,。這種激光器發(fā)出的激光具有很高的峰值能量和很低的平均能量,,其脈沖寬度只有100飛秒,而其周期可以達到80至100兆赫茲,。在使用高數(shù)值孔徑的物鏡將脈沖激光的光子聚焦時,物鏡的焦點處的光子密度是比較高的,,雙光子激發(fā)只發(fā)生在物鏡的焦點上,,所以雙光子顯微鏡不需要共聚焦***,提高了熒光檢測效率,。熒光雙光子顯微鏡成像視野一般是多少雙光子顯微鏡在多個領域研究中已有許多成功實例,。
和很多偉大的科學發(fā)明一樣,雙光子顯微鏡的出現(xiàn)也有一點偶然,,但正是那瞬間的靈感為生物科學尤其是神經(jīng)科學帶來了一種**性的成像技術:雙光子激發(fā)熒光顯微鏡,。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(zhì)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,。
共聚焦顯微可以呈現(xiàn)這么漂亮的圖像,是不是什么樣品都可以用共聚焦顯微鏡拍拍拍.....得到各種各樣清晰漂亮的圖像呢,?答案是否定的,,任何事物都有優(yōu)缺點,,何況一臺儀器呢,共聚焦顯微鏡也是有自己的局限,共聚焦有哪些局限呢:1.共聚焦顯微鏡只能拍攝約200um以內(nèi)的的樣品,,對于厚的或者樣品不能進拍攝,;2.共聚焦顯微鏡由于是逐點進行掃描,對樣品的光毒性還是比較大的,,特別是拍攝活細胞樣品時就更容易對樣品進行淬滅,;3.由于光照射的區(qū)域幾乎能通過這個Z軸的層面,所以對于空間定點光刺激的實驗定點位置就不是特別精確,;并且激光共聚焦顯微鏡沒有純紫外進行激發(fā),,對于一些特殊激發(fā)波長的實驗,效率非常低,。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,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。雙光子激發(fā)需要很高的光子密度,,為了不損傷細胞,,雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。這種激光器發(fā)出的激光具有很高的峰值能量和很低的平均能量,,其脈沖寬度只有100飛秒,,而其周期可以達到80至100兆赫茲。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。
雙光子顯微成像的在生物醫(yī)學研究和醫(yī)療領域應用有較大的應用前景,,首先雙光子顯微鏡能夠進行細胞和組織結構成像,,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,。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。進口雙光子顯微鏡代理商
雙光子顯微鏡有這么多優(yōu)點,,那么雙光子顯微鏡有哪些應用呢,?國內(nèi)investigator雙光子顯微鏡多少錢
雙光子顯微成像技術不是什么新技術,早在20多年前就有了,,目前已經(jīng)在生命科學和材料科學中廣泛應用,。幾年前雙光子**過期后,已經(jīng)推出自己的雙光子顯微鏡的廠家估計不少于10家以上,。即便如此,,世界上很多實驗室都搭雙光子,自己搭的好處有很多,,首先是便宜,,尤其是實驗室已經(jīng)有飛秒激光器,那就更很省錢了,。其次是靈活,,可以選擇針對特殊用途的搭配,改動也靈活,。結束后的好處就是可以鍛煉隊伍,,一趟走下來可以把新手帶出來,,后期維護也更加自由。當然壞處也不少,,首先是操心,,特別是第1次搭的時候,開始要想方案,,后來要解決各種實際問題,。其次是花時間,加上買配件的時間,,比買一臺現(xiàn)成的商業(yè)化雙光子耗時長?,F(xiàn)在已經(jīng)有不少關于如何搭雙光子顯微鏡的文章,各種protocol,,大多是老外寫的,,中文的較少。其實完全自己搭一套好用的系統(tǒng)還是不容易的,,尤其是沒有經(jīng)驗的時候,,容易走彎路,多花錢,,也多花時間,,再加上雙光子的重要器件都需要從國外購買,在國內(nèi)買這些東西耗時較長,。因此,,我想總結一下我們的經(jīng)驗,貼出來分享,,希望能幫到想自己動手的實驗室國內(nèi)investigator雙光子顯微鏡多少錢