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高速高分辨率多光子顯微鏡長時間觀察

來源: 發布時間:2024-02-18

光學成像技術與分子生物學技術的結合為研究上述科學問題提供了條件與可能。因此,在現代分子生物學技術基礎上,急需發展新的成像技術。在動物體內,如何實現基因表達及蛋白質之間相五作用的實時在體成像監測是當前迫切需要解決的重大科學技術問題。這是也生物學、信息科學(光學)和基礎臨床醫學等學科共同感興趣的重大問題。對這-一一科學問題的研究不僅有助于闡明生命活動的基本規律、認識疾病的發展規律,而且對創新藥物研究、藥物療效評價以及發展疾病早期診斷技術等產生重大影響。利用多光子顯微鏡的多點光ji活能力,我們可以研究多個神經細胞之間的連接和控制。高速高分辨率多光子顯微鏡長時間觀察

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多光子激光掃描顯微鏡行業發展,世界多光子激光掃描顯微鏡產業主要布局在德國和日本,德國是以徠卡顯微系統和蔡司為,而日本以尼康和奧林巴斯公司為,2020年,上述企業占據著世界多光子激光掃描顯微鏡市場64.44%的市場份額,其發展戰略左右著多光子激光掃描顯微鏡市場的走向。目前世界市場對多光子激光掃描顯微鏡的需求在增長,中國市場這方面的需求增長更快,未來五年多光子激光掃描顯微鏡市場的發展在中國將具有很大的發展潛力。飛秒激光多光子顯微鏡峰值功率密度利用多光子顯微鏡的光遺傳學操作能力,我們可以對某類神經元的ji活和失活進行高精度的操作。

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    2020年,TonmoyChakraborty等人提出了一種加快2PM軸向掃描速度的方法[2]。在光學顯微鏡中,物鏡或樣品的緩慢軸向掃描速度限制了體積成像的速度。近年來,通過使用遠程聚焦技術或電可調諧透鏡(ETL)已經實現了快速軸向掃描;但是,遠程聚焦中反射鏡的機械驅動會限制軸向掃描速度,ETL會引入球面像差和更高階像差,從而無法進行高分辨率成像。為了克服這些局限性,該組引入了一種新穎的光學設計,能將橫向掃描轉換為可用于高分辨率成像的無球差的軸向掃描。該設計有兩種實現方式,第一種能夠執行離散的軸向掃描,另一種能夠進行連續的軸向掃描。具體裝置如圖3a所示,由兩個垂直臂組成,每個臂中都有一個4F望遠鏡和一個物鏡。遠程聚焦臂包含一個檢流掃描鏡(GSM)和一個空氣物鏡(OBJ1),另一個臂(稱為照明臂)由一個水浸物鏡(OBJ2)構成。將這兩個臂對齊,以使GSM與兩個物鏡的后焦平面共軛。準直的激光束被偏振分束器反射到遠程聚焦臂中,GSM對其進行掃描,進而使得OBJ1產生的激光焦點進行橫向掃描。

2020年,TonmoyChakraborty等人提出了加速2PM軸向掃描速度的方法[2]。在光學顯微鏡中,物鏡或樣品緩慢的軸向掃描速度限制了體成像的速度。近年來,通過使用遠程聚焦技術或電調諧透鏡(ETL)已經實現了快速軸向掃描。但遠程對焦時對反射鏡的機械驅動會限制軸向掃描速度,ETL會引入球差和高階像差,無法進行高分辨率成像。為了克服這些限制,該小組引入了一種新的光學設計,可以將橫向掃描轉換為無球面像差的軸向掃描,以實現高分辨率成像。有兩種方法可以實現這種設計。***個可以執行離散的軸向掃描,另一個可以執行連續的軸向掃描。如圖3a所示,特定裝置由兩個垂直臂組成,每個臂具有4F望遠鏡和物鏡。遠程聚焦臂由振鏡掃描鏡(GSM)和空氣物鏡(OBJ1)組成,另一個臂(稱為照明臂)由浸沒物鏡(OBJ2)組成。兩個臂對齊,使得GSM與兩個物鏡的后焦平面共軛。準直后的激光束經偏振分束器反射進入遠程聚焦臂,由GSM進行掃描,使OBJ1產生的激光焦點可以進行水平掃描。突破傳統光學成像極限,多光子顯微鏡適應各種復雜環境。

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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。結合了多光子上轉化材料以及時間編碼的結構光超分辨技術,實現了快速(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,MUTE-SIM可以幫助我們對快速運動的生物圖像進行分辨率高的成像。盡管關于深度成像的應用我們沒有進一步展示,但是結合1560nm近紅外光相對于可見光更佳的穿透性,我們相信該技術將有利于對生物組織進行高速,超分辨,高深度地成像,有助于生物影像學的發展。滔博生物TOP-Bright是一家集研發,生產,銷售于一體的專注于神經科學產品及致力于向高校、科研機構等領域提供實驗室一體化方案的高科技企業。業務服務范圍已遍布至全國各地幾百家實驗室。目前公司主營產品是享譽全球的國際品牌和產品,這些儀器設備都是科學研究所必備且不可替代的基礎儀器。多光子顯微鏡,為材料科學研究和工業應用提供全新視角。離體多光子顯微鏡

多光子顯微鏡可以更好的了解神經信號之間復雜動態的編碼過程。高速高分辨率多光子顯微鏡長時間觀察

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元和突觸的動態圖像后,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,可以清晰穩定地對自由活動小鼠三維腦區的數千個神經元進行成像,實現對同一批神經元的一個月追蹤記錄。通過對微光學系統的重新設計系統的。微物鏡工作距離延長至1mm,實現無創成像。內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,研究人員可根據實驗需求自由拆卸。此外,新版微型化成像探頭可整體即時拔插,極大地簡化了實驗操作,避免了長周期實驗時對動物的干擾。在重復裝卸探頭同一批神經元時,視場旋轉角小于,邊界偏差小于35微米。高速高分辨率多光子顯微鏡長時間觀察

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