雙光子熒光顯微鏡是結合了激光掃描共聚焦顯微鏡和雙光子激發技術的一種新技術。雙光子激發的基本原理是: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,在經過一個很短的所謂激發態壽命的時間后,發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熒光分子是相同的。雙(多)光子成像優勢在于,具有更深的組織穿透深度,利用紅外光,能夠在層面檢測極限達1mm的組織區域;因信號背景比高,而具有更高的對比度;因激發體積小,具有定點激發的特性,具有更少的光毒性;激發波長由紫外、可見光調整為紅外激發,能夠更加地安全。雙光子顯微鏡有這么多優點,那么雙光子顯微鏡有哪些應用呢?美國investigator雙光子顯微鏡圖像對比度
新一代微型化雙光子熒光顯微成像系統的成功研制是國家重大科研儀器研制專項的一個碩果。它彰顯了北京大學在生物醫學成像領域先期布局的前瞻性,鍛煉了一支以年輕PI和碩博研究生為主體、具有學科交叉背景和重要技術創新能力的“中國智造”隊伍。目前,該研發團隊正在領銜建設“多模態跨尺度生物醫學成像”十三五國家重大科技基礎設施,積極參與即將啟動的中國腦科學計劃??梢云诖⑿突p光子熒光顯微成像系統將為實現“分析腦、理解腦、模仿腦”的戰略目標發揮不可或缺的重要作用進口investigator雙光子顯微鏡光損傷優勢來源于其雙光子光源的非線性光學效應。
新一代微型化雙光子熒光顯微鏡體積小,重只2.2克,適于佩戴在小動物頭部顱窗上,實時記錄數十個神經元、上千個神經突觸的動態信號。在大型動物上,還可望實現多探頭佩戴、多顱窗不同腦區的長時程觀測。相比單光子激發,雙光子激發具有良好的光學斷層、更深的生物組織穿透等優勢,其橫向分辨率達到0.65μm,成像質量與商品化大型臺式雙光子熒光顯微鏡可相媲美,遠優于目前領域內主導的、美國腦科學計劃重要團隊所研發的微型化寬場顯微鏡。采用雙軸對稱高速微機電系統轉鏡掃描技術,成像幀頻已達40Hz(256*256像素),同時具備多區域隨機掃描和每秒1萬線的線掃描能力。此外,采用自主設計可傳導920nm飛秒激光的光子晶體光纖,該系統實現了微型雙光子顯微鏡對腦科學領域較廣泛應用的指示神經元活動的熒光探針(如GCaMP6)的有效利用。同時采用柔性光纖束進行熒光信號的接收,解決了動物的活動和行為由于熒光傳輸光纜拖拽而受到干擾的難題。未來,與光遺傳學技術的結合,可望在結構與功能成像的同時,精細地操控神經元和神經回路的活動。
有了雙光子激發技術,激光共聚掃描顯微鏡可以發揮更好的作用。那么,什么是雙光子激發技術呢?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,使電子躍遷到更高的能級。短時間后,電子跳回到較低的能級,發出波長為長波長一半的光子(P=h/λ)。利用這個原理,雙光子激發技術誕生了。雙光子顯微鏡使用長波長脈沖激光通過物鏡會聚。由于雙光子激發需要很高的光子密度,物鏡焦點處的光子密度比較高,所以雙光子激發只能發生在焦點處產生熒光,該點產生的熒光穿過物鏡,被光學探頭接收,從而達到逐點掃描的效果。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。
光學顯微鏡和電子顯微鏡本質的區別在于,光學顯微鏡:用的是可見光電子顯微鏡:用的是高頻電子射波有什么區別,在于一個基本的原理,光的衍射。。。光波是一個有趣的東西,其中有一項,如果物體的體積小于光的波長,光一般可以繞過去,不發生明顯變化。也就是說,有這個物體和沒這個物體,在這種情況下,光是不會發生明顯改變的??梢姽獾牟ㄩL(肉眼):380~780納米,也就是,如果比380納米還要小的東西,用光學顯微鏡,無論你放大多少倍,也是看不見的。因為光繞過去了。。。光的衍射為了克服這個問題,科學家用波長更短的光去照射物體,也是就被觀測物。比如10納米級的光,這樣,就能看到我們用肉眼無論如何都看不見的東西。這就是電子顯微鏡多說一句,光速是不變的。光速=頻率×波長。波長越短,頻率越大。。頻率越大,光波的能量越大。這就是為什么電子顯微鏡的功率越大,能看到的東西越小。顏色取決于物體能反射光的波長的長短當你看到的物體小于較小可見光的波長,那它就是沒有顏色的。。。因為顏色是肉眼對于可見光頻率在大腦中的投影。。。。所以只能把他們統一變為黑白。。。沒有顏色不是透明的意思,它們不是肉眼可見顏色的定義中包含的。雙光子顯微鏡廠家就找滔博生物。ultima2PPLUS雙光子顯微鏡應用是什么
雙光子顯微鏡在組織透明化成像中應用。美國investigator雙光子顯微鏡圖像對比度
在深度組織中以較長時間對活細胞成像,雙光子顯微鏡是當前之選。雙光子和共聚焦顯微鏡都是通過激光激發樣品中的熒光標記,使用探測器測量被激發的熒光。但是,共聚焦一般使用單模光纖耦合激光器,通過單光子激發熒光,而雙光子使用飛秒激光器,通過幾乎同時吸收兩個長波光子激發熒光。雙光子激發熒光的主要優勢:雙光子比共聚焦使用的更長的波長,所以對組織的損傷更小且穿透更深。共聚焦的成像深度一般為100微米,雙光子則能達到250到500微米,甚至超過1毫米。另外,同時吸收兩個光子意味只有度聚焦點處能被激發,所以不會損傷焦平面之外的組織,并且生成更清晰的圖像。美國investigator雙光子顯微鏡圖像對比度