靈長類多光子顯微鏡層析成像

來源: 發(fā)布時間:2021-09-21

多光子顯微鏡對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的四次方的成反比)。不需要***,能更多收集來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厚散射物質(zhì)成像。信噪比∶多光子吸收采用的波長是單光子吸收的2倍以上,所以顯微試樣中的瑞利散射更小,熒光測定的信噪比更高。觀察活細(xì)胞∶離子測量(i.e.Ca2+),GFP,發(fā)育生物學(xué)等—減少了光毒性和光漂白,能對細(xì)胞長時間觀察。多光子顯微鏡可以進(jìn)行深層成像,且具有三維成像的能力,可以應(yīng)用于拍攝不透明的厚樣品。靈長類多光子顯微鏡層析成像

靈長類多光子顯微鏡層析成像,多光子顯微鏡

    繼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(jīng)元和突觸的動態(tài)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(wěn)定地對自由活動小鼠三維腦區(qū)的數(shù)千個神經(jīng)元進(jìn)行成像,實(shí)現(xiàn)對同一批神經(jīng)元的一個月追蹤記錄。通過對微光學(xué)系統(tǒng)的重新設(shè)計系統(tǒng)的。微物鏡工作距離延長至1mm,實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)成像。內(nèi)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(shí)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(jù)實(shí)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,極大地簡化了實(shí)驗操作,避免了長周期實(shí)驗時對動物的干擾。在重復(fù)裝卸探頭同一批神經(jīng)元時,視場旋轉(zhuǎn)角小于,邊界偏差小于35微米。 模塊化多光子顯微鏡長時間觀察從雙光子到三光子甚至四光子,這種非線性成像技術(shù)通常也被統(tǒng)稱為多光子顯微鏡。

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    在生物成像中,我司多光子顯微鏡具有清(清晰),快(快速),深(深層),活這四個方面。結(jié)合了多光子上轉(zhuǎn)化材料以及時間編碼的結(jié)構(gòu)光超分辨技術(shù),實(shí)現(xiàn)了快速(50MHz的掃描速度),超分辨(超衍射極限)成像。作為一種新的高速,超高分辨率的成像系統(tǒng),MUTE-SIM可以幫助我們對快速運(yùn)動的生物圖像進(jìn)行分辨率高的成像。盡管關(guān)于深度成像的應(yīng)用我們沒有進(jìn)一步展示,但是結(jié)合1560nm近紅外光相對于可見光更佳的穿透性,我們相信該技術(shù)將有利于對生物組織進(jìn)行高速,超分辨,高深度地成像,有助于生物影像學(xué)的發(fā)展。滔博生物TOP-Bright是一家集研發(fā),生產(chǎn),銷售于一體的專注于神經(jīng)科學(xué)產(chǎn)品及致力于向高校、科研機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域提供實(shí)驗室一體化方案的高科技企業(yè)。業(yè)務(wù)服務(wù)范圍已遍布至全國各地幾百家實(shí)驗室。目前公司主營產(chǎn)品是享譽(yù)全球的國際品牌和產(chǎn)品,這些儀器設(shè)備都是科學(xué)研究所必備且不可替代的基礎(chǔ)儀器。

以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng),即一個電子在極短時間內(nèi)能吸收到一個光子而從金屬表面逸出。強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)識,用強(qiáng)激光照射金屬,由于其光子密度極大,一個電子在短時間吸收多個光子成為可能,從而形成多光子電效應(yīng),這已被實(shí)驗證實(shí)。為什么一般討論的光電效應(yīng)都是指單光子光電效應(yīng)呢?這是因為,在使用普通光源的情況下,電子吸收兩個以上光子能量的概率是非常非常小的,幾乎為零。事實(shí)上,愛因斯坦本人就考慮過在強(qiáng)光下發(fā)生光電效應(yīng)的可能性問題。對此,他有如下的論述:光電效應(yīng)中的一個電子吸收兩個光子的幾率不會大于下雨天兩個雨滴同事打在一個螞蟻上的幾率。因此,多光子光電效應(yīng)在實(shí)驗上的研究成為可能,是二十世紀(jì)六十年代激光乃至強(qiáng)激光出現(xiàn)以后的事情。有了激光,對于雙光子光電效應(yīng),在實(shí)驗上和理論上均取得了許多成果。利用強(qiáng)激光,人們不僅觀察到雙光子和三光子的光電效應(yīng),甚至觀察到金靶材吸收幾十個等效光子實(shí)驗現(xiàn)象。多光子激光掃描顯微鏡更能解決生物組織中深層物質(zhì)的層析成像問題, 擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。

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要想實(shí)現(xiàn)離散的軸向重新聚焦,需要在OBJ1的焦平面中放置一個階梯鏡(圖3b)。當(dāng)入射激光束被OBJ1聚焦到的焦平面恰好與階梯重合時,被反射的激光將在無窮大的空間中成為準(zhǔn)直光束,并在OBJ2的焦平面上形成激光光斑。并且返回的激光束會被GSM消除橫向掃描,即OBJ2形成的焦點(diǎn)不會進(jìn)行橫向掃描,實(shí)現(xiàn)軸向掃描。如果激光點(diǎn)被掃描到與焦平面不一致的階梯,則會形成遠(yuǎn)離鏡面的激光焦點(diǎn),返回的激光束會在無窮大的空間中會聚或發(fā)散,進(jìn)而導(dǎo)致由OBJ2形成的激光焦點(diǎn)也在軸向重新聚焦,通過這種方式即能實(shí)現(xiàn)離散的軸向掃描。對于已精確匹配兩個物鏡光瞳的光學(xué)裝置,不會引入像差。為了進(jìn)行連續(xù)的軸向重新聚焦,將階梯鏡替換為稍微傾斜的平面鏡,同時入射的激光焦點(diǎn)也需要被傾斜,使得其以垂直于鏡面的方向入射,通過相對入射激光束稍微平移OBJ1即可實(shí)現(xiàn)這種傾斜。生產(chǎn)和消費(fèi)的角度分析多光子顯微鏡的主要生產(chǎn)地區(qū)、主要消費(fèi)地區(qū)以及主要的生產(chǎn)商。嚙齒類多光子顯微鏡價格多少

點(diǎn)掃描多光子顯微鏡可以深入樣本并捕捉高質(zhì)量的圖像,但這個過程極其緩慢,因為圖像是一次形成一個點(diǎn)。靈長類多光子顯微鏡層析成像

單束掃描技術(shù)可以高速遍歷大視場(FOV)的神經(jīng)組織:使用MPM對神經(jīng)元進(jìn)行成像時,通過隨機(jī)訪問掃描—即激光束在整個視場上的任意選定點(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)化激光束的掃描時間。隨機(jī)訪問掃描(圖1)可以通過聲光偏轉(zhuǎn)器(AOD)來實(shí)現(xiàn),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(chǎn)生的聲波引起周期性的折射率光柵,激光束通過光柵時發(fā)生衍射。通過射頻電信號調(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AOD就可以實(shí)現(xiàn)一維橫向的任意點(diǎn)掃描,利用1對AOD,結(jié)合其他軸向掃描技術(shù)可實(shí)現(xiàn)3D的隨機(jī)訪問掃描。但是該技術(shù)對樣本的運(yùn)動很敏感,易出現(xiàn)運(yùn)動偽影。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)動偽影而被普遍的使用。靈長類多光子顯微鏡層析成像