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激光雙光子顯微鏡授權商

來源: 發布時間:2024-05-18

臨研所、病理科和科研處邀請北京大學王愛民副教授在2020年12月22日做了題目為“新一代微型雙光子顯微成像系統介紹及其在臨床醫療診斷”的學術報告。學術報告由臨研所醫學實驗研究平臺潘琳老師主持。王愛民,北京大學信息科學技術學院副教授,畢業于北京大學物理系,獲學士、碩士學位,后于英國巴斯大學物理系獲博士學位。該研究組研發的微型雙光子顯微鏡,第1次在國際上獲得了小鼠大腦神經元和神經突觸清晰穩定的動態信號,該成果獲得了2017年度“中國光學進展”和“中國科學進展”,并被NatureMethods評為2018年度“年度方法--無限制行為動物成像”。目前,該研究組正在研究新一代雙光子顯微成像技術在臨床診斷中的應用,為未來即時病理、離體組織檢測、術中診斷等提供新型的影像手段和分析方法。雙光子顯微鏡有這么多優點,那么雙光子顯微鏡有哪些應用呢?激光雙光子顯微鏡授權商

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TOPTICAFemtoFiberultra920超快光纖激光器是一種易于操作和免維護的激光系統其輸出波長為920nm,非常適合常規熒光基團(如GFP、eGFP、曙紅、GCaMP、CFP、鈣黃綠素或金星)的雙光子激發。它可以為熒光基團提供相對較高的峰值功率,常用于神經科學和其他與激光相關的光子學。此外,其獨特的設計(簡單和經濟的光源)具有創新雙光子熒光顯微鏡發展的潛力。在雙光子顯微鏡中,峰值功率就是亮度!如果你想獲得更好的圖像亮度,那么你需要短脈沖,高功率,更重要的是,干凈的時間脈沖形狀。FemtoFiberultra920具有足夠高的輸出功率、短脈沖、獨特的Clean-Pulse技術和相對較高的峰值功率,這使得在雙光子顯微鏡中實現****亮度而無需對樣品進行不必要的加熱成為可能。FemtoFiberultra920全包式、完全集成的色散補償(可確保樣品處的短脈沖)、內置電源控制、直觀的操作及其堅固緊湊的設計使系統具有非常友好的用戶體驗,是非線性顯微鏡應用的良好解決方案。例如,熒光蛋白的雙光子激發和基于SHG的對比機制國內ultimainvestigator雙光子顯微鏡光損傷雙光子顯微鏡結合了雙光子激發技術和激光掃描共聚顯微鏡。

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在傳統寬場顯微鏡中,來自標本不同縱深的光線都可投射到同一焦平面(感光元件)上,所以其成像是整個樣品的重疊像,沒有縱向分辨能力。單光子激光共聚焦顯微鏡用針空有效濾除了雜散光,分辨率有了本質上的提高,擁有了對樣品的特定焦平面精細成像的能力,可以進行三維成像、動態成像等。然而,針空在濾除雜散光的同時也將大部分來自焦平面的熒光濾除了,只有很弱的熒光到達檢測器。若要提高信號強度,需要加大激發光功率,這又會導致對活細胞的光毒性和熒光分子的光漂白增加。雙光子顯微鏡蕞大的優勢來源于其雙光子光源的非線性光學效應,與單光子共聚焦顯微鏡蕞大的不同在于無須使用針空限制光學散射,其具體優勢如下所述。

隨著技術的發展,雙光子顯微鏡的性能得到不斷地優化,結合它的特點,大致可以分成深和活兩方面的提升。要想讓激發激光進入更深的層面,大致可從兩個方面入手,裝置優化與標本改造。關于裝置優化,我們可以把激光束變得更細,使能量更加集中,就能讓激光穿透更深。關于標本,其中影響光傳播的主要是物質吸收和散射,解決這個問題,我們需要對樣本進行透明化處理。一種方法是運用某種物質將標本浸泡,使其中的物質(主要是脂質)被破壞或溶解。另一種方法是運用電泳將脂質電解,讓標本“透明度”提高。雙光子顯微鏡有哪些分類呢?

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目前,腦科學的研究在全球范圍內如火如荼,中國的腦計劃也即將啟動。其中,全景式分析腦連接圖和功能動態圖的研究成為重點研究方向,如何打破尺度壁壘,將微觀神經元和突觸的信息處理和個體行為信息與全腦融合,是該領域亟待解決的關鍵挑戰。2021年1月6日,由北京大學分子醫學研究所牽頭,北京大學信息科學與技術學院電子系、工程學院和中國人民醫學科學院組成的跨學科團隊在NatureMethods上在線發表了一篇題為《大視場、多平面、長程腦成像的微型雙光子拷貝》的文章。本文報道了第二代小型化雙光子熒光顯微鏡FHIRM-TPM2.0。其成像視場是團隊2017年發布的第1代小型化顯微鏡的7.8倍。同時具有三維成像能力,獲得了小鼠自由運動行為時大腦三維區域數千個神經元清晰穩定的動態功能圖像,實現了對同一批次神經元一個月的跟蹤記錄。雙光子顯微鏡的原理是什么?國外熒光激光雙光子顯微鏡價格

雙光子顯微鏡是新型的熒光顯微鏡,其原理大致是這樣的;激光雙光子顯微鏡授權商

通過并行化不同激光波長的激光掃描,研究人員增加了在相同時間內可以成像的體積,同時保持了高的時間和空間分辨率。研究人員通過引入兩種不同波長的鈣信號熒光探針,將神經元群體的活動標記為兩種不同的顏色,同時激發兩種不同波長的探針,從而實現了兩種顏色的并行數據記錄。為了實現三維空間成像,研究人員還在兩個激光束上配置了快速變焦系統,即一個電透鏡和一個空間光調制器。因此,可以以10Hz的速度同時記錄10個500微米和500微米的平面,覆蓋600微米的深度,覆蓋大腦皮層第二層到第五層的結構,體積內可以記錄2000多個神經元。激光雙光子顯微鏡授權商

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