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熒光多光子顯微鏡設備

來源: 發布時間:2023-04-24

對于雙光子(2P)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,要想了解這種快速的神經元動力學,就需要MPM具備對神經元進行快速成像的能力。快速MPM方法可分為單束掃描技術和多束掃描技術。多光子顯微鏡在基礎科學和臨床診斷領域的應用范圍正在持續增長。熒光多光子顯微鏡設備

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有許多方法可以實現快速光柵掃描,例如使用振鏡進行快速2D掃描,以及將振鏡與可調電動透鏡相結合進行快速3D掃描。而可調電動式鏡頭由于機械慣性的限制,無法在軸向快速切換焦點,影響成像速度。現在它可以被空間光調制器(SLM)取代。遠程對焦也是實現3D成像的一種手段,如圖2所示。LSU模塊中,掃描振鏡水平掃描,ASU模塊包括物鏡L1和反射鏡M,通過調整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,還可以進行快速軸向掃描。為了獲得更多的神經元成像,可以通過調整顯微鏡的物鏡設計來放大FOV。然而,大NA和大FOV的物鏡通常很重,不能快速移動以進行快速軸向掃描,因此大FOV系統依賴于遠程聚焦、SLM和可調電動透鏡。美國進口多光子顯微鏡多光子激發國內市場多光子顯微鏡銷售渠道。

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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,如圖2所示。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系統需要依賴于遠程聚焦、SLM和可調電動透鏡。

Ca2+是一種重要的第二信使,在調節細胞生理反應中起著重要作用。發展和利用雙光子熒光顯微成像技術觀測Ca2+熒光信號,可以從某些方面分析生物體或細胞的變化機制,具有重要意義。利用雙光子熒光顯微成像技術,我們可以觀察到細胞內熒光探針標記的Ca2*的時間和空間熒光圖像的變化,也可以觀察到一定水平或部分細胞內(Ca2+)的熒光圖像和變化。通過對單個細胞的研究發現,Ca2+的分布不僅在細胞的局部區域之間是不均勻的,而且在細胞內不同深度或層次的局部區域之間也存在不同程度的Ca2+梯度,稱為空間Ca2+梯度。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。

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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、胞吐作用等等,Ca2+熒光信號強度也會發生很強的變化。多光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。美國離體多光子顯微鏡實驗操作

多光子顯微鏡市場集中,由于投產生產的成本較高,技術難度大,目前涌現的新企業不多。熒光多光子顯微鏡設備

    對于雙光子(2P)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,要想了解這種快速的神經元動力學,就需要MPM具備對神經元進行快速成像的能力。快速MPM方法可分為單束掃描技術和多束掃描技術。 熒光多光子顯微鏡設備

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