多光子激發在紫外成像的優勢在可見光脈沖中能得到紫外衍射的顯微觀察像。即使不使用紫外域光源、光學元件用可見光源、光學元件就能得到紫外光激勵的高空間分辨率圖像。多光子在生物成像中的優勢在生物顯微鏡觀察方面,較早考慮的是不損壞生物本身的活性狀態,維持水分、離子濃度、氧和養分的流通。在光觀察場合,無論是熱還是光子能量方面都必須停留在細胞不受損傷的照射量、光能量內。多光子顯微鏡則能夠滿足此,而且還具有很多優點。如三維分辨率、深度侵入、在散射效率、背景光、信噪比、控制等方面,均有以往激光顯微鏡不具備,或具有無法比擬的超越特性。4tune光譜檢測器,實現多光子顯微鏡的光譜型檢測。進口多光子顯微鏡實驗操作20...
單束掃描技術可以高速遍歷大視場(FOV)的神經組織:使用MPM對神經元進行成像時,通過隨機訪問掃描—即激光束在整個視場上的任意選定點上進行快速掃描—可以只掃描感興趣的神經元,這樣不僅避免掃描到任何未標記的神經纖維,還可以優化激光束的掃描時間。隨機訪問掃描(圖1)可以通過聲光偏轉器(AOD)來實現,其原理是將具有一個射頻信號的壓電傳感器粘在合適的晶體上,所產生的聲波引起周期性的折射率光柵,激光束通過光柵時發生衍射。通過射頻電信號調控聲波的強度和頻率從而可以改變衍射光的強度和方向,這樣使用1個AOD就可以實現一維橫向的任意點掃描,利用1對AOD,結合其他軸向掃描技術可實現3D的隨機訪問掃描。但是該...
從應用的行業來看,多光子激光掃描顯微鏡主要集中于機構、學校及醫院對生物科學的研究。與此同時,光學玻璃、液晶材料、濾光片、電子元器件等光學材料則組成了上行業。處于中游的多光子激光掃描顯微鏡行業正是受到上下**業的共同影響,才會呈現出目前的市場態勢。2020年,全球多光子激光掃描顯微鏡市場規模達到了,預計2027年將達到,年復合增長率(CAGR)為(2021-2027)。中國市場規模增長快速,2020年,中國多光子激光掃描顯微鏡市場收入達到了,預計2027年將達到,年復合增長率(CAGR)為(2021-2027)。本報告研究“十三五”期間全球及中國市場多光子激光掃描顯微鏡的供給和需求情況,以及“十...
從產品類型及技術方面來看,正置顯微鏡占據絕大多數市場。2020年,全球多光子激光掃描正置顯微鏡市場達到87.30百萬美元,預計到2027年該部分市場將達到154.02百萬美元,年復合增長率(2021-2027)為8.48%。中國多光子激光掃描正置顯微鏡市場達到13.32百萬美元,預計到2027年該部分市場將達到25.21百萬美元,年復合增長率(2021-2027)為9.58%。從產品市場應用情況來看,研究機構為主要應用領域,2020年約占全球市場46.28%。2020年,全球多光子激光掃描顯微鏡研究機構應用消費量為174臺,預計2027年達到349臺,2021-2027年復合增長率(CAGR)...
國內顯微鏡制造市場目前斷層嚴重。目前我國顯微鏡行業發展缺乏技術沉淀,20年以上經營積累的企業十分稀缺,深度精密制造、光學主要部件設計及工藝嚴重制約產業升級。目前中國顯微鏡中如多光子顯微鏡、共聚焦掃描和電子顯微鏡等主要集中在徠卡顯微系統、蔡司、尼康、奧林巴斯等國外企業。國內具備生產顯微鏡能力的企業屈指可數,若國內顯微鏡企業能打破技術壁壘,切入顯微鏡市場,企業的生產經營將騰躍至一個更高的格局。未來國產多光子激光掃描顯微鏡替代空間大。目前中國使用的多光子激光掃描顯微鏡幾乎被徠卡顯微系統、蔡司、尼康和奧林巴斯壟斷。國內有能力開始生產多光子激光掃描顯微鏡的企業極少,若國內能夠制造出高性能、高可靠性的多光...
多光子激光掃描顯微鏡行業發展,世界多光子激光掃描顯微鏡產業主要布局在德國和日本,德國是以徠卡顯微系統和蔡司為,而日本以尼康和奧林巴斯公司為,2020年,上述企業占據著世界多光子激光掃描顯微鏡市場64.44%的市場份額,其發展戰略左右著多光子激光掃描顯微鏡市場的走向。目前世界市場對多光子激光掃描顯微鏡的需求在增長,中國市場這方面的需求增長更快,未來五年多光子激光掃描顯微鏡市場的發展在中國將具有很大的發展潛力。高速掃描和高分辨率的完美結合,多光子顯微鏡提高樣品處理速度和精度。激光掃描多光子顯微鏡實驗操作神經科學重要的研究工具-多光子顯微鏡作為神經科學重要的研究工具,近年來發展快速,品牌也眾多。我們...
細胞在受到外界刺激時,隨著刺激時間的增長,即使刺激繼續存在,Ca2+熒光信號不但不會繼續增強,反而會減弱,直至恢復到未加刺激物時的水平。對于細胞受精過程中Ca2+熒光信號的變化情況,研究發現,配了在粘著過程中,Ca2+熒光信號未發生任何變化,而配子之間發生融合作用時,Ca2+熒光信號強度卻會出現一個不穩定的峰值,并可持續幾分鐘。這些現象,對研究受精發育的早期信號及Ca2+在卵細胞和受精卵的發育過程中的作用具有重要的意義。在其它一些生理過程如細胞分裂、胞吐作用等,Ca2+熒光信號強度也會發生很的變化。多光子顯微鏡的大多數補償器都采用棱鏡。美國靈長類多光子顯微鏡實驗快速光柵掃描有多種實現方式,使用...
1,光源、光路高度整合通過精密的設計,將飛秒激光器、掃描振鏡、PMT、濾光片組,甚至是單光子熒光光路全套整合在一個不大的掃描頭內,無論掃描頭如何移動,掃描頭內的光路都可以保持穩定不變,從而實現了超穩定、免維護的特點。2,配合多維度、高精度機械控制系統。掃描頭直接架設在一個多維運動的機械裝置上,可沿任意方向和角度移動掃描頭,方便對動物樣本進行多方位的掃描觀察。而這在常規方案的多光子顯微鏡上有很大的實現難度,不但需要多個關節組合的光路導向機構,并且在這些關節旋轉的時候,都冒著極大的光路偏移的風險,以至于在使用一段時間后都需要對光路進行再次校準,而這樣的問題在我司上則完全不會發生。3.一機多能。多光...
神經科學重要的研究工具-多光子顯微鏡作為神經科學重要的研究工具,近年來發展快速,品牌也眾多。我們通常都是在一間開著冷氣的房間里的超大防震臺上見過這樣一套設備。臺面上復雜的光路也讓我們在使用中小心翼翼,生怕弄壞了哪里而無從修復。你是否想象過一臺放在書桌邊上就能使用的多光子顯微鏡,一臺跟普通顯微鏡一樣操作簡便的多光子顯微鏡,一臺不用擔心會碰壞的多光子顯微鏡,一臺可以在不同實驗室之間搬來搬去的多光子顯微鏡,一臺可以從任意角度進行觀察掃描的多光子顯微鏡?滔博生物TOP-Bright是一家集研發,生產,銷售于一體的專注于神經科學產品及致力于向高校、科研機構等領域提供實驗室一體化方案的高科技企業。業務服務...
從產品類型及技術方面來看,正置顯微鏡占據絕大多數市場。2020年,全球多光子激光掃描正置顯微鏡市場達到87.30百萬美元,預計到2027年該部分市場將達到154.02百萬美元,年復合增長率(2021-2027)為8.48%。中國多光子激光掃描正置顯微鏡市場達到13.32百萬美元,預計到2027年該部分市場將達到25.21百萬美元,年復合增長率(2021-2027)為9.58%。從產品市場應用情況來看,研究機構為主要應用領域,2020年約占全球市場46.28%。2020年,全球多光子激光掃描顯微鏡研究機構應用消費量為174臺,預計2027年達到349臺,2021-2027年復合增長率(CAGR)...
單光子激發熒光和雙光子激發熒光,是從熒光產生的機理上來區分的。而共焦則是熒光顯微鏡的一種結構,其目的是為了,通過共焦結構,提高整個熒光顯微鏡的空間分辨率。所以共焦熒光顯微鏡可以根據激發光源的不同,實現單光子共焦熒光成像或者雙光子共焦熒光成像。往往一個普通的雙光子熒光顯微鏡(沒有共焦結構)其空間分辨率也可以達到單光子共焦熒光顯微鏡的水平。這樣就可以簡化整個系統,相對來說,就提高了激發光源的利用率,以及熒光的探測效率,這個也是我們提倡雙光子熒光成像的原因之一。雙光子熒光共焦顯微鏡由于雙光子效應和共焦結構,分辨率則會更高,而我們通常說的共焦顯微鏡都是指單光子激發熒光的。多光子顯微鏡的成熟的深部組織成...
基于多光子顯微鏡的神經成像技術原理:多光子顯微鏡可用于深度成像和三維成像,因此可用于拍攝不透明的厚樣品。目前主要使用的多光子顯微鏡包括雙光子顯微鏡和三光子顯微鏡。雙光子顯微鏡的結構與共焦類似,區別在于:1)雙光子顯微鏡的激發光波長比共焦長,能量較低,但穿透能力較強;2)雙光子顯微鏡沒有小孔,提高了檢測效率;3)雙光子顯微鏡成像深度較快提高。那么,為什么雙光子能具有共焦顯微鏡所沒有的優勢呢?原因是它采用雙光子激發方式。使用波長較長的激發光子,光子的能量較低,因此電子需要吸收兩個這樣的激發光子才能達到激發態,從而釋放出一個熒光光子。因此,熒光信號的強度與光強的平方成正比。因為焦點處的光強較大,只能...
首代小型化雙光子顯微鏡在國際上獲得小鼠自由行為過程中大腦神經元和突觸的動態圖像后,我們成功研制了第二代小型化雙光子顯微鏡。它具有更大的成像視野和三維成像能力,可以清晰穩定地對自由活動小鼠三維腦區的數千個神經元進行成像,實現對同一批神經元的一個月追蹤記錄。通過對微光學系統的重新設計系統的。微物鏡工作距離延長至1mm,實現無創成像。內嵌可拆卸的快速軸向掃描模塊,可采集深度180微米的3D體成像和多平面快速切換的實時成像。該掃描模塊由一個快速的電動變焦透鏡和一對中繼透鏡組成,在不同深度成像時可保持放大倍率恒定。其變焦模塊重量,研究人員可根據實驗需求自由拆卸。此外,新版微型化成像探頭可整體即時拔插,極...
對兩個遠距離(相距大于1-2mm)的成像部位,通常使用兩條單獨的路徑進行成像;對于相鄰區域,通常使用單個物鏡的多光束進行成像。多光束掃描技術必須特別注意激發光束之間的串擾問題,這個問題可以通過事后光源分離方法或時空復用方法來解決。事后光源分離方法指的是用算法來分離光束消除串擾;時空復用方法指的是同時使用多個激發光束,每個光束的脈沖在時間上延遲,這樣就可以暫時分離被不同光束激發的單個熒光信號。引入越多路光束就可以對越多的神經元進行成像,但是多路光束會導致熒光衰減時間的重疊增加,從而限制了區分信號源的能力;并且多路復用對電子設備的工作速率有很高的要求;大量的光束也需要更高的激光功率來維持近似單光束...
對于雙光子成像而言,離焦和近表面熒光激發是兩個比較大的深度限制因素,而對于三光子(3P)成像這兩個問題大大減小,但是三光子成像由于熒光團的吸收截面比2P要小得多,所以需要更高數量級的脈沖能量才能獲得與2P激發的相同強度的熒光信號。功能性3P顯微鏡比結構性3P顯微鏡的要求更高,它需要更快速的掃描,以便及時采樣神經元活動;需要更高的脈沖能量,以便在每個像素停留時間內收集足夠的信號。復雜的行為通常涉及到大型的大腦神經網絡,該網絡既具有局部的連接又具有遠程的連接。要想將神經元活動與行為聯系起來,需要同時監控非常龐大且分布普遍的神經元的活動,大腦中的神經網絡會在幾十毫秒內處理傳入的刺激,要想了解這種快速...
Ca2+是重要的第二信使,對于調節細胞的生理反應具有極其重要的作用,開發和利用雙光子熒光顯微成像技術對Ca2+熒光信號進行觀測,可以從某些方面對有機體或細胞的變化機制進行分析,具有重要的意義。利用雙光子熒光顯微成像技術可以觀察細胞內用熒光探針標記的Ca2*的時間和空間的熒光圖像的變化,還可以觀察細胞某一層面或局部的(Ca2+)熒光圖像和變化。通過對單細胞的研究發現,Ca2+不僅在細胞局部區域間的分布是不均勻的,而且細胞內各局部區域的不同深度或層次間也存在不同程度的Ca2+梯差即所謂的空間Ca2梯差。利用多光子顯微鏡的多點光ji活能力,我們可以研究多個神經細胞之間的連接和控制。在體多光子顯微鏡技...
對于雙光子成像而言,離焦和近表面熒光激發是兩個比較大的深度限制因素,而對于三光子(3P)成像這兩個問題大大減小,但是三光子成像由于熒光團的吸收截面比2P要小得多,所以需要更高數量級的脈沖能量才能獲得與2P激發的相同強度的熒光信號。功能性3P顯微鏡比結構性3P顯微鏡的要求更高,它需要更快速的掃描,以便及時采樣神經元活動;需要更高的脈沖能量,以便在每個像素停留時間內收集足夠的信號。復雜的行為通常涉及到大型的大腦神經網絡,該網絡既具有局部的連接又具有遠程的連接。要想將神經元活動與行為聯系起來,需要同時監控非常龐大且分布普遍的神經元的活動,大腦中的神經網絡會在幾十毫秒內處理傳入的刺激,要想了解這種快速...
單光子激發熒光和雙光子激發熒光,是從熒光產生的機理上來區分的。而共焦則是熒光顯微鏡的一種結構,其目的是為了,通過共焦結構,提高整個熒光顯微鏡的空間分辨率。所以共焦熒光顯微鏡可以根據激發光源的不同,實現單光子共焦熒光成像或者雙光子共焦熒光成像。往往一個普通的雙光子熒光顯微鏡(沒有共焦結構)其空間分辨率也可以達到單光子共焦熒光顯微鏡的水平。這樣就可以簡化整個系統,相對來說,就提高了激發光源的利用率,以及熒光的探測效率,這個也是我們提倡雙光子熒光成像的原因之一。雙光子熒光共焦顯微鏡由于雙光子效應和共焦結構,分辨率則會更高,而我們通常說的共焦顯微鏡都是指單光子激發熒光的。多光子顯微鏡能提供多種對比度機...
單光子激發熒光和雙光子激發熒光,是從熒光產生的機理上來區分的。而共焦則是熒光顯微鏡的一種結構,其目的是為了,通過共焦結構,提高整個熒光顯微鏡的空間分辨率。所以共焦熒光顯微鏡可以根據激發光源的不同,實現單光子共焦熒光成像或者雙光子共焦熒光成像。往往一個普通的雙光子熒光顯微鏡(沒有共焦結構)其空間分辨率也可以達到單光子共焦熒光顯微鏡的水平。這樣就可以簡化整個系統,相對來說,就提高了激發光源的利用率,以及熒光的探測效率,這個也是我們提倡雙光子熒光成像的原因之一。雙光子熒光共焦顯微鏡由于雙光子效應和共焦結構,分辨率則會更高,而我們通常說的共焦顯微鏡都是指單光子激發熒光的。使用雙光子顯微鏡觀察標本的時候...
從產品類型及技術方面來看,正置顯微鏡占據絕大多數市場。2020年,全球多光子激光掃描正置顯微鏡市場達到87.30百萬美元,預計到2027年該部分市場將達到154.02百萬美元,年復合增長率(2021-2027)為8.48%。中國多光子激光掃描正置顯微鏡市場達到13.32百萬美元,預計到2027年該部分市場將達到25.21百萬美元,年復合增長率(2021-2027)為9.58%。從產品市場應用情況來看,研究機構為主要應用領域,2020年約占全球市場46.28%。2020年,全球多光子激光掃描顯微鏡研究機構應用消費量為174臺,預計2027年達到349臺,2021-2027年復合增長率(CAGR)...
細胞在受到外界刺激時,隨著刺激時間的增長,即使刺激繼續存在,Ca2+熒光信號不但不會繼續增強,反而會減弱,直至恢復到未加刺激物時的水平。對于細胞受精過程中Ca2+熒光信號的變化情況,研究發現,配了在粘著過程中,Ca2+熒光信號未發生任何變化,而配子之間發生融合作用時,Ca2+熒光信號強度卻會出現一個不穩定的峰值,并可持續幾分鐘。這些現象,對研究受精發育的早期信號及Ca2+在卵細胞和受精卵的發育過程中的作用具有重要的意義。在其它一些生理過程如細胞分裂、胞吐作用等,Ca2+熒光信號強度也會發生很強的變化。目前主要使用的多光子顯微鏡包括雙光子顯微鏡和三光子顯微鏡。離體多光子顯微鏡設備1,光源、光路高...
2020年,TonmoyChakraborty等人提出了一種加快2PM軸向掃描速度的方法[2]。在光學顯微鏡中,物鏡或樣品的緩慢軸向掃描速度限制了體積成像的速度。近年來,通過使用遠程聚焦技術或電可調諧透鏡(ETL)已經實現了快速軸向掃描;但是,遠程聚焦中反射鏡的機械驅動會限制軸向掃描速度,ETL會引入球面像差和更高階像差,從而無法進行高分辨率成像。為了克服這些局限性,該組引入了一種新穎的光學設計,能將橫向掃描轉換為可用于高分辨率成像的無球差的軸向掃描。該設計有兩種實現方式,第一種能夠執行離散的軸向掃描,另一種能夠進行連續的軸向掃描。具體裝置如圖3a所示,由兩個垂直臂組成,每個臂中都有一個4F望...
在多光子顯微鏡(也稱為非線性或雙光子顯微鏡)中,以兩倍正常激發波長照射樣品。更長的波長是有利的,因為它們可以更深地穿透樣品進行3D成像,并且因為它們不會損壞樣品,從而延長樣品壽命。為了實現多光子激發,照明光束在空間上聚焦(使用光學器件),同時使用高能短脈沖激發光束以提高兩個(或更多)光子同時到達同一位置(即熒光團分子)的概率。多光子顯微技術的例子包括二次諧波產生(SHG)、三次諧波產生(THG)、相干反斯托克斯拉曼光譜(CARS)和受激發射耗盡(STED)顯微技術。由于這些技術中的每一種都使用脈沖激光器,因此選擇能夠比較大限度地減少脈沖色散的光學組件很重要,并且激光反射二向色鏡應具有低GDD特...
快速光柵掃描有多種實現方式,使用振鏡進行快速2D掃描,將振鏡和可調電動透鏡結合在一起進行快速3D掃描,但可調電動透鏡由于機械慣性的限制在軸向無法快速進行焦點切換,影響成像速度,現可使用空間光調制器(SLM)代替。遠程聚焦也是一種實現3D成像的手段。在LSU模塊中,掃描振鏡進行橫向掃描,ASU模塊包括物鏡L1和反射鏡M,通過調控M的位置實現軸向掃描。該技術不僅可以校正主物鏡L2引入的光學像差,還可以進行快速的軸向掃描。想要獲得更多神經元成像,可以通過調整顯微鏡的物鏡設計來擴大FOV,但是具有大NA和大FOV的物鏡通常重量較大,無法快速移動以進行快速軸向掃描,因此大型FOV系統依賴于遠程聚焦、SL...
雙光子顯微鏡工作原理是將超快的紅外激光脈沖傳輸到樣品中,在樣品中與組織或熒光標記相互作用,這些組織或熒光標記發出用于創建圖像的信號。雙光子顯微鏡被多用于生物學研究,因為它能夠產生高分辨率的3-D圖像,深度達1毫米。然而,這些優點帶來了有限的成像速度,因為微光條件需要逐點圖像采集和重建的點檢測器。為了加快成像速度,科學家之前開發了一種多焦點激光照明方法,該方法使用數字微鏡設備(DMD),這是一種通常用于投影儀的低成本光掃描儀。此前人們認為這些DMD不能與超快激光一起工作。然而現在解決了這個問題,這使得DMD在超快激光應用中得以應用,這些應用包括光束整形、脈沖整形、快速掃描和雙光子成像。DMD在樣...
首代小型化雙光子顯微鏡在國際上獲得小鼠自由行為過程中大腦神經元和突觸的動態圖像后,我們成功研制了第二代小型化雙光子顯微鏡。它具有更大的成像視野和三維成像能力,可以清晰穩定地對自由活動小鼠三維腦區的數千個神經元進行成像,實現對同一批神經元的一個月追蹤記錄。通過對微光學系統的重新設計系統的。微物鏡工作距離延長至1mm,實現無創成像。內嵌可拆卸的快速軸向掃描模塊,可采集深度180微米的3D體成像和多平面快速切換的實時成像。該掃描模塊由一個快速的電動變焦透鏡和一對中繼透鏡組成,在不同深度成像時可保持放大倍率恒定。其變焦模塊重量,研究人員可根據實驗需求自由拆卸。此外,新版微型化成像探頭可整體即時拔插,極...
與傳統的單光子寬視野熒光顯微鏡相比,多光子顯微鏡(MPM)具有光學切片和深層成像等功能,這兩個優勢極大地促進了研究者們對于完整大腦深處神經的了解與認識。2019年,JeromeLecoq等人從大腦深處的神經元成像、大量神經元成像、高速神經元成像這三個方面論述了相關的MPM技術。想要將神經元活動與復雜行為聯系起來,通常需要對大腦皮質深層的神經元進行成像,這就要求MPM具有深層成像的能力。激發和發射光會被生物組織高度散射和吸收是限制MPM成像深度的主要因素,雖然可以通過增加激光強度來解決散射問題,但這會帶來其他問題,例如燒壞樣品、離焦和近表面熒光激發。增加MPM成像深度比較好的方法是用更長的波長作...
SternandJeanMarx在評論中說:祖家能夠在更為精細的層次研究樹突的功能,這在以前是完全不可能的。新的技術(如腦片的膜片鉗和雙光子顯微使人們對樹突的計算和神經信號處理中的作用有了更好的理解。他們解釋了是樹突模式和形狀多樣性,及其獨特的電、及其獨特的電化學特征使神經元完成了一系列的專門任務。雙光子與共聚焦在發育生物學中的應用雙光子∶每2.5分鐘掃描一次,觀察24小時,發育到桑椹胚和胚泡階段共聚焦∶每15分鐘掃描一次,觀察8小時后細胞分裂停止,不能發育到桑椹胚和胚泡階段共聚焦激發時的細胞存活率為多光子系統的10~20%。雙光子顯微鏡采用長波長激發。美國在體多光子顯微鏡供應商2020年,J...
SternandJeanMarx在評論中說:祖家能夠在更為精細的層次研究樹突的功能,這在以前是完全不可能的。新的技術(如腦片的膜片鉗和雙光子顯微使人們對樹突的計算和神經信號處理中的作用有了更好的理解。他們解釋了是樹突模式和形狀多樣性,及其獨特的電、及其獨特的電化學特征使神經元完成了一系列的專門任務。雙光子與共聚焦在發育生物學中的應用雙光子∶每2.5分鐘掃描一次,觀察24小時,發育到桑椹胚和胚泡階段共聚焦∶每15分鐘掃描一次,觀察8小時后細胞分裂停止,不能發育到桑椹胚和胚泡階段共聚焦激發時的細胞存活率為多光子系統的10~20%。多光子顯微鏡,為材料科學研究和工業應用提供全新視角。美國全自動多光子...
通過添加FACED模塊,可以將基于標準振鏡的現有2PM輕松轉換為千赫茲成像系統。FACED雙光子熒光顯微鏡遵循光柵掃描,需要很少的計算處理,在稀疏或密集的標記樣本中均可以使用,并且不受串擾的影響,而且對整個圖像平面采樣后可以進行運動校正。實驗中沒有觀察到光損傷的跡象,此外,子脈沖延遲到達相同的樣品位置,能為熒光團提供充足的時間使其從易于破壞的暗態返回到基態,可以明顯減少光漂白。使用現有的傳感器,FACED雙光子熒光顯微鏡可以提供足夠的速度和靈敏度來檢測神經元過程中的鈣瞬變和谷氨酸瞬變,以及來自細胞體的尖峰和亞閾值電壓。該組使用基于FACED的2PM顯微鏡,在小鼠大腦中實現了千赫茲速率的神經活動...