2024-08-07 01:01:28
單束掃描技術(shù)可以高速遍歷大視場(chǎng)(FOV)的神經(jīng)組織:使用MPM對(duì)神經(jīng)元進(jìn)行成像時(shí),通過(guò)隨機(jī)訪問(wèn)掃描—即激光束在整個(gè)視場(chǎng)上的任意選定點(diǎn)上進(jìn)行快速掃描—可以只掃描感興趣的神經(jīng)元,這樣不僅避免掃描到任何未標(biāo)記的神經(jīng)纖維,還可以優(yōu)化激光束的掃描時(shí)間。隨機(jī)訪問(wèn)掃描(圖1)可以通過(guò)聲光偏轉(zhuǎn)器(AOD)來(lái)實(shí)現(xiàn),其原理是將具有一個(gè)射頻信號(hào)的壓電傳感器粘在合適的晶體上,所產(chǎn)生的聲波引起周期性的折射率光柵,激光束通過(guò)光柵時(shí)發(fā)生衍射。通過(guò)射頻電信號(hào)調(diào)控聲波的強(qiáng)度和頻率從而可以改變衍射光的強(qiáng)度和方向,這樣使用1個(gè)AOD就可以實(shí)現(xiàn)一維橫向的任意點(diǎn)掃描,利用1對(duì)AOD,結(jié)合其他軸向掃描技術(shù)可實(shí)現(xiàn)3D的隨機(jī)訪問(wèn)掃描。但是該技術(shù)對(duì)樣本的運(yùn)動(dòng)很敏感,易出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偽影。目前,快速光柵掃描即在FOV中進(jìn)行逐行掃描,由于利用算法可以輕松解決運(yùn)動(dòng)偽影而被普遍的使用。多光子顯微鏡是衡量一個(gè)**制造業(yè)和高科技發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。飛秒激光多光子顯微鏡價(jià)格
針對(duì)雙光子熒光顯微鏡的特點(diǎn),從理論上分析雙光子成像特點(diǎn),并搭建一套時(shí)間、空間分辨率高,能實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、多參數(shù)測(cè)量的雙光子熒光顯微鏡系統(tǒng)。具體系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)∶(1)能對(duì)不同染料的雙光子熒光進(jìn)行探測(cè);(2)用特定染料對(duì)樣品標(biāo)記以后,能實(shí)現(xiàn)雙光子熒光的三維成像;(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)的研究,改進(jìn)雙光子熒光顯微成像系統(tǒng);(4)在保證成像質(zhì)量的前提下,簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng),使得實(shí)驗(yàn)操作方便、**。單光子激發(fā)熒光的過(guò)程,就是熒光分子吸收一個(gè)光子,從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),躍遷以后,能量較大的激發(fā)態(tài)分子,通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)換把部分能量轉(zhuǎn)移給周圍的分子,自己回到比較低電子激發(fā)態(tài)的比較低振動(dòng)能級(jí)。處于比較低電子激發(fā)態(tài)的比較低振動(dòng)能級(jí)像在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)成像研究中顯示了較大的優(yōu)勢(shì)。而在顯微成像中,雙光子熒光顯微鏡憑其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn),成為研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能檢測(cè)的重要工具。飛秒激光多光子顯微鏡價(jià)格實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)分子級(jí)觀測(cè),多光子顯微鏡開啟生命科學(xué)新篇章。
多光子激光掃描顯微鏡的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,世界多光子激光掃描顯微鏡產(chǎn)業(yè)主要分布在德國(guó)和日本,德國(guó)以徠卡顯微系統(tǒng)和蔡司為基礎(chǔ),日本以尼康和奧林巴斯為基礎(chǔ)。2020年以來(lái),這些企業(yè)占據(jù)了全球多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)的64.44%,它們的發(fā)展策略影響著多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)的走向。目前,世界市場(chǎng)對(duì)多光子激光掃描顯微鏡的需求正在增長(zhǎng),中國(guó)市場(chǎng)的需求增長(zhǎng)更快。未來(lái)五年多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)的發(fā)展在中國(guó)將仍有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
基于多光子顯微鏡的神經(jīng)成像技術(shù)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(jié)構(gòu)與共焦類似,區(qū)別在于:1)雙光子顯微鏡的激發(fā)光波長(zhǎng)比共焦長(zhǎng),能量較低,但穿透能力較強(qiáng);2)雙光子顯微鏡沒(méi)有小孔,提高了檢測(cè)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(méi)有的優(yōu)勢(shì)呢?原因是它采用雙光子激發(fā)方式。使用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的激發(fā)光子,光子的能量較低,因此電子需要吸收兩個(gè)這樣的激發(fā)光子才能達(dá)到激發(fā)態(tài),從而釋放出一個(gè)熒光光子。因此,熒光信號(hào)的強(qiáng)度與光強(qiáng)的平方成正比。因?yàn)榻裹c(diǎn)處的光強(qiáng)較大,只能在焦點(diǎn)處激發(fā)熒光。波長(zhǎng)越長(zhǎng),穿透力越強(qiáng),因此雙光子顯微鏡的成像深度大于共焦顯微鏡。由于兩個(gè)光子只在焦點(diǎn)激發(fā)熒光,不需要小孔,而是將所有的熒光都收集起來(lái),提高了檢測(cè)效率。三光子顯微鏡的原理類似于雙光子顯微鏡,利用三個(gè)激發(fā)光子可以實(shí)現(xiàn)更深的成像深度。由于使用了更長(zhǎng)的激發(fā)波長(zhǎng),穿透能力更強(qiáng),成像深度更大。此外,由于較強(qiáng)的非線性效應(yīng),熒光信號(hào)的強(qiáng)度與光強(qiáng)的立方成正比,因此比雙光子具有更低的非聚焦激發(fā)和背景噪聲。多光子顯微鏡能提供多種對(duì)比度機(jī)制。
多光子顯微鏡對(duì)成像深度的改善利用紅光或紅外光激發(fā),光散射小(小粒子的散射與波長(zhǎng)的四次方的成反比)。不需要***,能更多收集來(lái)自成像截面的散射光子。***不能區(qū)分由離焦區(qū)域或焦點(diǎn)區(qū)發(fā)射出的散射光子,多光子在深層成像信噪比好。單光子激發(fā)所用的紫外或可見光在光束到達(dá)焦平面之前易被樣品吸收而衰減,不易對(duì)深層激發(fā)。多光子熒光成像的特點(diǎn)。深度成像∶與共聚焦相比能更好地對(duì)厚散射物質(zhì)成像。信噪比∶多光子吸收采用的波長(zhǎng)是單光子吸收的2倍以上,所以顯微試樣中的瑞利散射更小,熒光測(cè)定的信噪比更高。觀察活細(xì)胞∶離子測(cè)量(i.e.Ca2+),GFP,發(fā)育生物學(xué)等—減少了光毒性和光漂白,能對(duì)細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)間觀察。融合光譜技術(shù),多光子顯微鏡實(shí)現(xiàn)更豐富的生物組織信息獲取。多光子顯微鏡暗場(chǎng)成像
多光子顯微鏡市場(chǎng)集中,由于投產(chǎn)生產(chǎn)的成本較高,技術(shù)難度大,目前涌現(xiàn)的新企業(yè)不多。飛秒激光多光子顯微鏡價(jià)格
多束掃描技術(shù)可以同時(shí)對(duì)神經(jīng)元組織的不同位置進(jìn)行成像對(duì)兩個(gè)遠(yuǎn)距離(相距大于1-2mm)的成像部位,通常使用兩條單獨(dú)的路徑進(jìn)行成像;對(duì)于相鄰區(qū)域,通常使用單個(gè)物鏡的多光束進(jìn)行成像。多光束掃描技術(shù)必須特別注意激發(fā)光束之間的串?dāng)_問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)事后光源分離方法或時(shí)空復(fù)用方法來(lái)解決。事后光源分離方法指的是用算法來(lái)分離光束消除串?dāng)_;時(shí)空復(fù)用方法指的是同時(shí)使用多個(gè)激發(fā)光束,每個(gè)光束的脈沖在時(shí)間上延遲,這樣就可以暫時(shí)分離被不同光束激發(fā)的單個(gè)熒光信號(hào)。引入越多路光束就可以對(duì)越多的神經(jīng)元進(jìn)行成像,但是多路光束會(huì)導(dǎo)致熒光衰減時(shí)間的重疊增加,從而限制了區(qū)分信號(hào)源的能力;并且多路復(fù)用對(duì)電子設(shè)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(lái)維持近似單光束的信噪比,這會(huì)容易導(dǎo)致組織損傷。飛秒激光多光子顯微鏡價(jià)格