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。世界多光子激光掃描顯微鏡產業主要布局在德國和日本,德國是徠卡顯微系統和蔡司。美國共聚焦多光子顯微鏡實驗操作
通過添加FACED模塊,可以將基于標準振鏡的現有2PM輕松轉換為千赫茲成像系統。FACED雙光子熒光顯微鏡遵循光柵掃描,需要很少的計算處理,在稀疏或密集的標記樣本中均可以使用,并且不受串擾的影響,而且對整個圖像平面采樣后可以進行運動校正。實驗中沒有觀察到光損傷的跡象,此外,子脈沖延遲到達相同的樣品位置,能為熒光團提供充足的時間使其從易于破壞的暗態返回到基態,可以明顯減少光漂白。使用現有的傳感器,FACED雙光子熒光顯微鏡可以提供足夠的速度和靈敏度來檢測神經元過程中的鈣瞬變和谷氨酸瞬變,以及來自細胞體的尖峰和亞閾值電壓。該組使用基于FACED的2PM顯微鏡,在小鼠大腦中實現了千赫茲速率的神經活動成像。在物鏡平均激光功率為10-85mW下,他們測量了清醒小鼠中V1神經元的自發性和感覺誘發性的超閾值和亞閾值電位活動。進口多光子顯微鏡飛秒激光全球多光子顯微鏡主要廠商基本情況介紹,包括公司簡介、多光子顯微鏡產品型號、產量、產值及動態等。
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。
因斯蔻浦(上海)生物科技有限公司雙光子顯微鏡的基本原理是:在高光子密度的情況下,熒光分子可以同時吸收2個長波長的光子,在經過一個很短的所謂激發態壽命的時間后,發射出一個波長較短的光子;其效果和使用一個波長為長波長一半的光子去激發熒光分子是相同的。雙光子激發需要很高的光子密度,為了不損傷細胞,雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。這種激光器發出的激光具有很高的峰值能量和很低的平均能量,其脈沖寬度只有100飛秒,而其周期可以達到80至100兆赫茲。在使用高數值孔徑的物鏡將脈沖激光的光子聚焦時,物鏡的焦點處的光子密度是比較高的,雙光子激發只發生在物鏡的焦點上,所以雙光子顯微鏡不需要共聚焦***,提高了熒光檢測效率。多光子顯微鏡的大多數補償器都采用棱鏡。
多光子顯微優點:☆光損傷小:由于雙光子顯微鏡使用的是可見光或近紅外光作為激發光源,這一波段的光對細胞和組織的光損傷小,適用于長時間的研究;☆穿透能力強:相對于紫外光,可見光和近紅外光都具有更強的穿透能力,因而受生物組織散射的影響更小,解決對生物組織中深層物質的層析成像研究問題;☆高分辨率:由于雙光子吸收截面很小,只有在焦平面很小的區域內可以激發出熒光,雙光子吸收*局限于焦點處的體積約為波長3次方的范圍內;☆漂白區域小:由于激發只存在于交點處,所以焦點以外的區域都不會發生光漂白現象;☆熒光收集率高:與共聚焦成像相比,雙光子成像不需要光學濾波器,這樣就提高了對熒光的收集率,而收集率的提高直接導致圖像對比度的提高;☆圖像對比度高:由于熒光波長小于入射波長,因而瑞利散射產生的背景噪聲只有單光子激發時的1/16,降低了散射的干擾;☆光子躍遷具有很強的選擇激發性,所以可以對生物組織中一些特殊物質進行成像研究;☆避免組織自發熒光的干擾,獲得較強的樣品熒光:生物組織中的自發熒光物質的激發波長一般在350~560nm范圍內,采用近紅外或紅外波段的激光作為光源,能**降低生物組織對激發光吸收。多光子顯微鏡銷售/營銷策略建議。激光掃描多光子顯微鏡代理
多光子顯微鏡作為一種研究微觀結構和功能的技術,在眾多領域得到了普遍的應用。美國共聚焦多光子顯微鏡實驗操作
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。美國共聚焦多光子顯微鏡實驗操作