雙光子吸收理論早在1931年就由諾獎(jiǎng)得主提出,,30年后因?yàn)橛辛思す獠诺玫綄?shí)驗(yàn)驗(yàn)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(dāng)于和頻產(chǎn)生非線性過程,,這要求極高的電場(chǎng)強(qiáng)度,,而電場(chǎng)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(duì)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(zhǎng)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(jí))的飛秒激光器成了雙光子顯微鏡的標(biāo)準(zhǔn)激發(fā)光源。這也再次說明雙光子顯微鏡的優(yōu)勢(shì):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(qiáng)低無法被激發(fā),,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(zhǎng)),。雖然染料激光器對(duì)于實(shí)驗(yàn)室演示尚可,但是使用很不方便所以遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)商用,。很快雙光子顯微鏡的標(biāo)配光源就變成了飛秒鈦寶石激光器,。除了固態(tài)光源優(yōu)勢(shì),鈦寶石激光器還具有較寬的近紅外波長(zhǎng)調(diào)諧范圍,,而近紅外相比可見光穿透更深,,對(duì)生物樣品損傷更小。雙光子顯微鏡的原理是什么,?進(jìn)口bruker雙光子顯微鏡熒光壽命計(jì)數(shù)
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(diǎn),,大致可以分成深和活兩個(gè)方面的提升,。要想讓激發(fā)激光進(jìn)入更深的層面,,大致可從兩個(gè)方面入手,裝置優(yōu)化與標(biāo)本改造,。關(guān)于裝置優(yōu)化,,我們可以把激光束變得更細(xì),使能量更加集中,,就能讓激光穿透更深,。關(guān)于標(biāo)本,其中影響光傳播的主要是物質(zhì)吸收和散射,,解決這個(gè)問題,,我們需要對(duì)樣本進(jìn)行透明化處理。一種方法是運(yùn)用某種物質(zhì)將標(biāo)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(yùn)用電泳將脂質(zhì)電解,讓標(biāo)本“透明度”提高,。進(jìn)口ultima2PPLUS雙光子顯微鏡原理雙光子顯微鏡可精確穿透較厚標(biāo)本進(jìn)行定點(diǎn),、有生命體的觀察!
通過并行化不同激光波長(zhǎng)的激光掃描,,研究人員增加了在相同時(shí)間內(nèi)可以成像的體積,,同時(shí)保持了高的時(shí)間和空間分辨率。研究人員通過引入兩種不同波長(zhǎng)的鈣信號(hào)熒光探針,,將神經(jīng)元群體的活動(dòng)標(biāo)記為兩種不同的顏色,,同時(shí)激發(fā)兩種不同波長(zhǎng)的探針,,從而實(shí)現(xiàn)了兩種顏色的并行數(shù)據(jù)記錄,。為了實(shí)現(xiàn)三維空間成像,研究人員還在兩個(gè)激光束上配置了快速變焦系統(tǒng),,即一個(gè)電透鏡和一個(gè)空間光調(diào)制器,。因此,可以以10Hz的速度同時(shí)記錄10個(gè)500微米和500微米的平面,,覆蓋600微米的深度,,覆蓋大腦皮層第二層到第五層的結(jié)構(gòu),體積內(nèi)可以記錄2000多個(gè)神經(jīng)元,。
基因編碼的熒光探針可用于在突觸和細(xì)胞分辨率下監(jiān)測(cè)體內(nèi)神經(jīng)元信號(hào),,這是揭示動(dòng)物神經(jīng)活動(dòng)復(fù)雜機(jī)制的關(guān)鍵。雙光子顯微鏡(2PM)可以對(duì)鈣離子傳感器和谷氨酸傳感器進(jìn)行亞細(xì)胞分辨率的成像,,從而測(cè)量不透明腦深部的活動(dòng),。成像膜的電壓變化可以直接反映神經(jīng)元的活動(dòng),但神經(jīng)元活動(dòng)的速度對(duì)于常規(guī)的2PM來說太快了,。目前,,電壓成像主要由寬視場(chǎng)顯微鏡實(shí)現(xiàn),,但其空間分辨率較差,且只能在淺深度成像,。因此,,為了以高空間分辨率成像不透明腦中膜電壓的變化,需要將成像速率提高2PM,。面向模塊輸出端的子脈沖序列可視為從虛擬光源陣列發(fā)出的光,,這些子脈沖在中繼到顯微鏡物鏡后形成空間分離和時(shí)間延遲的聚焦陣列。然后,,該模塊被集成到一個(gè)帶有高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)雙光子熒光顯微鏡中,,如圖2所示。光源是重復(fù)頻率為1MHz的920nm激光器,。FACED模塊可以產(chǎn)生80個(gè)脈沖焦點(diǎn),,脈沖時(shí)間間隔為2ns。這些焦點(diǎn)是虛擬源的圖像,。虛光源越遠(yuǎn),,物鏡處的光束尺寸越大,焦點(diǎn)越小,。光束可以沿Y軸比沿X軸更好地填充物鏡,,從而在X軸上產(chǎn)生0.82m和0.35m的橫向分辨率。雙光子顯微鏡將得到更大的發(fā)展與更廣的應(yīng)用,。
生物樣品的三維觀察是了解細(xì)胞功能的重要方法之一,。目前已有的三維熒光成像技術(shù)有光學(xué)顯微鏡、點(diǎn)陣照明和激光掃描顯微鏡(如共焦顯微鏡和雙光子顯微鏡),。其中,,激光掃描顯微鏡利用轉(zhuǎn)盤可以進(jìn)行多焦點(diǎn)激光掃描,提高了時(shí)間分辨率,,有利于減少活細(xì)胞成像中的光損傷,。本文主要實(shí)現(xiàn)可見光雙光子激發(fā)和多焦點(diǎn)激光掃描的結(jié)合,**終提高三維延遲掃描中的空間分辨率和成像對(duì)比度,,這也是可見光雙光子激發(fā)(v2PE)在超高分辨率顯微鏡中的應(yīng)用,。上海雙光子顯微鏡就找因斯蔻浦。熒光雙光子顯微鏡應(yīng)用是什么
雙光子顯微鏡能夠進(jìn)行光裂解,、光轉(zhuǎn)染和光損傷等光學(xué)操縱,。進(jìn)口bruker雙光子顯微鏡熒光壽命計(jì)數(shù)
雙光子吸收理論早在1931年就由諾獎(jiǎng)得主MariaGoeppertMayer提出,30年后因?yàn)橛辛思す獠诺玫綄?shí)驗(yàn)驗(yàn)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(dāng)于和頻產(chǎn)生非線性過程,,這要求極高的電場(chǎng)強(qiáng)度,,而電場(chǎng)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(duì)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(zhǎng)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(jí))的飛秒激光器成了雙光子顯微鏡的標(biāo)準(zhǔn)激發(fā)光源。這也再次說明雙光子顯微鏡的優(yōu)勢(shì):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(qiáng)低無法被激發(fā),,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(zhǎng)),。雖然染料激光器對(duì)于實(shí)驗(yàn)室演示尚可,但是使用很不方便所以遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)商用,。很快雙光子顯微鏡的標(biāo)配光源就變成了飛秒鈦寶石激光器,。除了固態(tài)光源優(yōu)勢(shì),鈦寶石激光器還具有較寬的近紅外波長(zhǎng)調(diào)諧范圍,,而近紅外相比可見光穿透更深,,對(duì)生物樣品損傷更小。進(jìn)口bruker雙光子顯微鏡熒光壽命計(jì)數(shù)