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:對兩個遠距離(相距大于1-2 mm)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。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。美國清醒動物多光子顯微鏡設備
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系統依賴于遠程聚焦、SLM和可調電動透鏡。熒光多光子顯微鏡數據采集顯微鏡簡史:從光到多光子顯微鏡。
單光子激發熒光的過程,就是熒光分子吸收一個光子,從基態躍遷到激發態,躍遷以后,能量較大的激發態分子,通過內轉換把部分能量轉移給周圍的分子,自己回到比較低電子激發態的比較低振動能級。處于比較低電子激發態的比較低振動能級的分子的平均壽命大約在 10s 左右。這時它不是通過內轉換的方式來消耗能量,回到基態,而是通過發射出相應的光量子來釋放能量,回到基態的各個不同的振動能級時,就發射熒光。因為在發射熒光以前已經有一部分能量被消耗,所以發射的熒光的能量要比吸收的能量小,也就是熒光的特征波長要比吸收的特征波長來的長。
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。中國市場多光子顯微鏡產量、消費量、進出口分析及未來趨勢。
神經科學重要的研究工具-多光子顯微鏡作為神經科學重要的研究工具,近年來發展快速,品牌也眾多。我們通常都是在一間開著冷氣的房間里的超大防震臺上見過這樣一套設備。臺面上復雜的光路也讓我們在使用中小心翼翼,生怕弄壞了哪里而無從修復。你是否想象過一臺放在書桌邊上就能使用的多光子顯微鏡,一臺跟普通顯微鏡一樣操作簡便的多光子顯微鏡,一臺不用擔心會碰壞的多光子顯微鏡,一臺可以在不同實驗室之間搬來搬去的多光子顯微鏡,一臺可以從任意角度進行觀察掃描的多光子顯微鏡?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。 全球多光子顯微鏡主要消費地區分析,包括消費量及份額等。美國靈長類多光子顯微鏡峰值功率密度
多光子顯微鏡的大多數補償器都采用棱鏡。美國清醒動物多光子顯微鏡設備
從產品類型及技術方面來看,正置顯微鏡占據絕大多數市場。2020年,全球多光子激光掃描正置顯微鏡市場達到87.30百萬美元,預計到2027年該部分市場將達到154.02百萬美元,年復合增長率(2021-2027)為8.48%。中國多光子激光掃描正置顯微鏡市場達到13.32百萬美元,預計到2027年該部分市場將達到25.21百萬美元,年復合增長率(2021-2027)為9.58%。從產品市場應用情況來看,研究機構為主要應用領域,2020年約占全球市場46.28%。2020年,全球多光子激光掃描顯微鏡研究機構應用消費量為174臺,預計2027年達到349臺,2021-2027年復合增長率(CAGR)為9.72%。美國清醒動物多光子顯微鏡設備