2025-02-08 01:02:36
雙光子顯微鏡是激光掃描共聚焦顯微鏡和雙光子激發技術相結合的新技術。雙光子激發的基本原理是:在光子密度較高的情況下,熒光分子可以同時吸收兩個波長較長的光子,經過短暫的所謂激發態壽命后,發射一個波長較短的光子;效果和用波長為長波長一半的光子激發熒光分子是一樣的。雙(多)光子成像的優點是具有更深的組織穿透深度,紅外光可以在平面上探測到極限為1mm的組織區域;因為信號背景比高,所以具有更高的對比度;由于激發體積小,具有定點激發、光毒性小的特點;激發波長由紫外、可見光調整為紅外激發,更加**。由于雙光子顯微鏡使用的是可見光或近紅外光作為激發光源,適用于長時間的研究。美國雙光子顯微鏡多少錢
目前,腦科學的研究在全球范圍內如火如荼,中國的腦計劃也即將啟動。其中,全景式分析腦連接圖和功能動態圖的研究成為重點研究方向,如何打破尺度壁壘,將微觀神經元和突觸的信息處理和個體行為信息與全腦融合,是該領域亟待解決的關鍵挑戰。2021年1月6日,由北京大學分子醫學研究所牽頭,北京大學信息科學與技術學院電子系、工程學院和中國人民醫學科學院組成的跨學科團隊在NatureMethods上在線發表了一篇題為《大視場、多平面、長程腦成像的微型雙光子拷貝》的文章。本文報道了第二代小型化雙光子熒光顯微鏡FHIRM-TPM2.0。其成像視場是團隊2017年發布的第1代小型化顯微鏡的7.8倍。同時具有三維成像能力,獲得了小鼠自由運動行為時大腦三維區域數千個神經元清晰穩定的動態功能圖像,實現了對同一批次神經元一個月的跟蹤記錄。美國2PPLUS雙光子顯微鏡分辨率是多少雙光子顯微鏡的性能得到不斷地優化,結合它的特點,大致可以分成深和活兩個方面的提升。
通過并行化不同激光波長的激光掃描,研究人員增加了在相同時間內可以成像的體積,同時保持了高的時間和空間分辨率。研究人員通過引入兩種不同波長的鈣信號熒光探針,將神經元群體的活動標記為兩種不同的顏色,同時激發兩種不同波長的探針,從而實現了兩種顏色的并行數據記錄。為了實現三維空間成像,研究人員還在兩個激光束上配置了快速變焦系統,即一個電透鏡和一個空間光調制器。因此,可以以10Hz的速度同時記錄10個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構,體積內可以記錄2000多個神經元。
摻雜可以明顯影響碳點(CDs)的發射和激發特性,使雙光子碳點(TP-CDs)具有本征雙光子激發特性和605nm的紅光發射特性。在638nm激光照射下,除了長波激發和發射外,還可以實現活性氧(ROS)的產生,這為光動力技術提供了巨大的可能性。更重要的是,通過各種表征和理論模擬證實,摻雜誘導的N雜環在TP-CDs與RNA的親和力中起關鍵作用。這種親和力不僅為實現核仁特異性自我靶向提供了可能,而且通過ROS斷裂RNA鏈解離TP-CDs@RNA復合物,賦予**過程中的熒光變異。TP-CDs結合了ROS的產生能力、光動力療法(PDT)過程中的熒光變化、長波激發和發射特性以及核仁的特異性自靶向性,可以認為是一種結合核仁動態變化實時處理的智能CDs。如果已經有了飛秒光,就可以幾套雙光子顯微鏡共享一臺,只需分光即可。
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?;谝陨戏治觯軌蛞愿咧仡l(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。雙光子顯微鏡知多少。國外激光雙光子顯微鏡光毒性
雙光子顯微鏡使用的是高能量鎖模脈沖器。美國雙光子顯微鏡多少錢
雙光子的來源:飛秒激光的雙光子吸收理論早在1931年就由諾貝爾獎獲得者MariaGoeppertMayer提出,并在30年后因為激光而得到實驗驗證,但WinfriedDenk用了近30年才發明了雙光子顯微鏡。要理解雙光子的技術挑戰和飛秒激光發揮的重要作用,首先要理解非線性過程。雙光子吸收相當于和頻產生的非線性過程,需要極高的電場強度,電場取決于聚焦光斑的大小和激光脈沖寬度。聚焦光斑越小,脈沖寬度越窄,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與物鏡NA和激光波長有關,所以關鍵變量只有激光脈沖寬度?;谝陨戏治?,能夠輸出高重復率(100MHz)的超短脈沖(100fs量級)的飛秒激光已經成為雙光子顯微鏡的標準激發光源。這再次顯示了雙光子顯微鏡的優勢:雙光子吸收只能在焦平面形成,而在焦平面之外,由于光強較低,無法激發,所以雙光子成像更清晰。美國雙光子顯微鏡多少錢