investigator雙光子顯微鏡光毒性

來源: 發(fā)布時間:2024-06-26

而配合了雙光子激發(fā)技術,激光共聚掃描顯微鏡則能更好得發(fā)揮功效。那么,什么是雙光子激發(fā)技術呢?在高光子密度的情況下,熒光分子可以同時吸收2個長波長的光子使電子躍遷到較高能級,經(jīng)過一個很短的時間后,電子再躍遷回低能級同時放出一個波長為長波長一半的光子(P=h/λ)。利用這個原理,便誕生了雙光子激發(fā)技術。雙光子顯微鏡使用長波長脈沖激光,通過物鏡匯聚,由于雙光子激發(fā)需要很高的光子密度,而物鏡焦點處的光子密度是比較高的,所以只有在焦點處才能發(fā)生雙光子激發(fā),產(chǎn)生熒光,該點產(chǎn)生的熒光再穿過物鏡,被光探頭接收,從而達到逐點掃描的效果。雙光子顯微鏡中,同樣每個時刻只有焦平面上一個點的信號被探測,并且連焦平面外的熒光信號也不會有。investigator雙光子顯微鏡光毒性

investigator雙光子顯微鏡光毒性,雙光子顯微鏡

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(fā)技術的一種新技術。雙光子激發(fā)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(jīng)過一個很短的所謂激發(fā)態(tài)壽命的時間后,發(fā)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(fā)熒光分子是相同的。雙(多)光子成像優(yōu)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(qū)域;因信號背景比高,而具有更高的對比度;因激發(fā)體積小,具有定點激發(fā)的特性,具有更少的光毒性;激發(fā)波長由紫外、可見光調整為紅外激發(fā),能夠更加安全。進口布魯克雙光子顯微鏡代理商雙光子顯微鏡是新型的熒光顯微鏡,其原理大致是這樣的;

investigator雙光子顯微鏡光毒性,雙光子顯微鏡

第二代微型化雙光子熒光顯微鏡FHIRM-TPM2.0,其成像視野是該團隊于2017年發(fā)布的代微型化顯微鏡的7.8倍,同時具備三維成像能力,獲取了小鼠在自由運動行為中大腦三維區(qū)域內上千個神經(jīng)元清晰穩(wěn)定的動態(tài)功能圖像,并且實現(xiàn)了針對同一批神經(jīng)元長達一個月的追蹤記錄。在一批“早鳥項目”中,該系統(tǒng)已被多個研究組應用于不同的模式動物和行為范式,如小鼠的社交新穎性識別、斑胸草雀受調控后大腦特定神經(jīng)元變化、新型神經(jīng)遞質乙酰膽堿探針的傳導適應性分析以及獼猴三腦區(qū)成像等多項研究。

隨著技術的發(fā)展,雙光子顯微鏡的性能不斷優(yōu)化。結合其特點,大致可以分為兩個方面:深入和主動改進。為了使激發(fā)激光進入更深的層次,可以從器件優(yōu)化和標本改造兩個方面入手。關于器件的優(yōu)化,我們可以把激光束做得更細,集中能量,讓激光穿透得更深。對于樣品,物質的吸收和散射是影響光傳播的主要因素。為了解決這個問題,我們需要將樣本透明化。一種方法是用某種物質浸泡標本,使其中的物質(主要是脂質)被破壞或溶解。另一種方法是通過電泳電解脂類,從而提高標本的“透明度”。雙光子顯微鏡在各領域研究中已有許多成功實例。

investigator雙光子顯微鏡光毒性,雙光子顯微鏡

微型化雙光子熒光顯微成像改變了在自由活動動物中觀察細胞和亞細胞結構的方式,可用于在動物覓食、哺乳、跳臺、打斗、嬉戲、睡眠等自然行為條件下,長時程觀察神經(jīng)突觸、神經(jīng)元、神經(jīng)網(wǎng)絡、遠程連接的腦區(qū)等多尺度、多層次動態(tài)變化。該成果在2016年底美國神經(jīng)科學年會、2017年5月冷泉港亞洲腦科學專題會議上報告后,得到包括多位諾貝爾獎獲得者在內的國內外神經(jīng)科學家的高度贊譽。冷泉港亞洲腦科學專題會議、美國明顯神經(jīng)科學家加州大學洛杉磯分校的AlcinoJSilva教授在評述中寫道,“從任何一個標準來看,這款顯微鏡都了一項重大技術發(fā)明,必將改變我們在自由活動動物中觀察細胞和亞細胞結構的方式。它所開啟的大門,甚至超越了神經(jīng)元和樹突成像。系統(tǒng)神經(jīng)生物學正在進入一個新的時代,即通過對細胞群體中可辨識的細胞和亞細胞結構的復雜生物學事件進行成像觀測。雙光子顯微鏡比單光子共聚焦顯微鏡較大的不同在于無須使用孔限制光學散射。進口bruker雙光子顯微鏡光損傷

雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖器。investigator雙光子顯微鏡光毒性

雙光子顯微鏡是一種先進的成像技術,可以在保持細胞活性的情況下,對深層組織進行高分辨率成像。它主要用于生物學、醫(yī)學和材料科學等領域的研究。雙光子顯微鏡的重技術是基于雙光子激發(fā)的熒光成像。當激光通過樣品時,它會吸收特定波長的光子,然后發(fā)出熒光。雙光子顯微鏡使用兩個連續(xù)的光子同時激發(fā)樣品,這樣可以在保持樣品完整性的同時,獲得高質量的圖像。雙光子顯微鏡具有以下優(yōu)點:1.高分辨率:由于雙光子激發(fā)的特性,它可以獲得比傳統(tǒng)顯微鏡更高的分辨率。2.深層成像:由于激光的穿透深度限制,傳統(tǒng)的光學顯微鏡無法對深層組織進行成像。而雙光子顯微鏡可以解決這個問題,因為它可以激發(fā)樣品的深層熒光。3.活細胞成像:雙光子顯微鏡可以在保持細胞活性的情況下進行成像,這對于研究細胞生理學和生物化學過程非常有用。4.多模式成像:雙光子顯微鏡可以結合多種技術,如光譜成像、鈣離子成像和神經(jīng)活動成像等,以提供更豐富的生物樣品信息??傊?,雙光子顯微鏡是一種強大的研究工具,可以對深層組織和活細胞進行無損成像。這使得它在生物學、醫(yī)學和材料科學等領域的研究中具有廣泛的應用。investigator雙光子顯微鏡光毒性