對于兩個遠距離(相距1-2mm以上)的成像部位,通常采用兩個**的路徑進行成像;對于相鄰區域,通常使用單個物鏡的多個光束進行成像。多光束掃描技術必須特別注意激發光束之間的串擾,這可以通過事后光源分離或時空復用來解決。事后光源分離法是指分離光束以消除串擾的算法;時空復用法是指同時使用多個激發光束,每個光束的脈沖在時間上被延遲,使不同光束激發的單個熒光信號可以暫時分離。引入的光束越多,可以成像的神經元越多,但多束會導致熒光衰減時間重疊增加,從而限制了分辨信號源的能力;并且復用對電子設備的工作速度要求很高;大量的光束也需要較高的激光功率來維持單束的信噪比,這樣容易導致組織損傷。顯微鏡簡史:從光到多光子顯微鏡。美國靈長類多光子顯微鏡價格
對兩個遠距離(相距大于1-2mm)的成像部位,通常使用兩條單獨的路徑進行成像;對于相鄰區域,通常使用單個物鏡的多光束進行成像。多光束掃描技術必須特別注意激發光束之間的串擾問題,這個問題可以通過事后光源分離方法或時空復用方法來解決。事后光源分離方法指的是用算法來分離光束消除串擾;時空復用方法指的是同時使用多個激發光束,每個光束的脈沖在時間上延遲,這樣就可以暫時分離被不同光束激發的單個熒光信號。引入越多路光束就可以對越多的神經元進行成像,但是多路光束會導致熒光衰減時間的重疊增加,從而限制了區分信號源的能力;并且多路復用對電子設備的工作速率有很高的要求;大量的光束也需要更高的激光功率來維持近似單光束的信噪比,這會容易導致組織損傷。清醒動物多光子顯微鏡技術顯微鏡產品正拉動市場需求,多光子顯微鏡市場發展潛力巨大。
多光子顯微鏡成像深度深、對比度高,在生物成像中具有重要意義,但通常需要較高的功率。結合時間傳播的超短脈沖可以實現超快的掃描速度和較深的成像深度,但近紅外波段的光本身會導致分辨率較低。基于多光子上轉換材料和時間編碼結構光顯微鏡的高速超分辨成像系統(MUTE-SIM)是由清華大學教授和北京大學彭研究員合作開發的。可實現50MHz的超高掃描速度,突破衍射極限,實現超分辨率成像。與普通熒光顯微鏡相比,該顯微鏡經過改進,只需要較低的激發功率。這種超快、低功耗、多光子超分辨率技術在高分辨率生物深層組織成像中具有長遠的應用前景。
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。國內顯微鏡制造市場目前斷層嚴重。目前我國顯微鏡行業發展缺乏技術沉淀,20年以上經營積累的企業十分稀缺,深度精密制造、光學重要部件設計及工藝嚴重制約產業升級。目前中國顯微鏡中如多光子顯微鏡、共聚焦掃描和電子顯微鏡等主要集中在徠卡顯微系統、蔡司、尼康、奧林巴斯等國外企業。國內具備生產顯微鏡能力的企業屈指可數,若國內顯微鏡企業能打破技術壁壘,切入顯微鏡市場,企業的生產經營將騰躍至一個更高的格局。帶寬足以覆蓋鈦藍寶石激光器的可調諧范圍和用于多光子顯微鏡的許多其它激光器的典型中心頻率。
多束掃描技術可以同時對神經元組織的不同位置進行成像。該技術:對于兩個遠程成像位置(相距1-2mm以上),通常采用兩個**的路徑進行成像;對于相鄰區域,通常使用單個物鏡的多個光束進行成像。多光束掃描技術必須特別注意激發光束之間的串擾,這可以通過事后光源分離或時空復用來解決。事后光源分離法是指分離光束以消除串擾的算法;時空復用法是指同時使用多個激發光束,每個光束的脈沖在時間上被延遲,使不同光束激發的單個熒光信號可以暫時分離。引入的光束越多,可以成像的神經元越多,但多束會導致熒光衰減時間重疊增加,從而限制了分辨信號源的能力;并且復用對電子設備的工作速度要求很高;大量的光束也需要較高的激光功率來維持單束的信噪比,這樣容易導致組織損傷。多光子顯微鏡將生物打印結構準確定位和定向到特定的解剖部位,使其能夠在小鼠組織內制造復雜結構。高速高分辨率多光子顯微鏡實驗操作
證實了多光子顯微鏡對皮膚和別的皮膚病的診斷的可行性。美國靈長類多光子顯微鏡價格
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。美國靈長類多光子顯微鏡價格