國外雙光子顯微鏡圖像對比度

來源: 發(fā)布時間:2022-10-22

和很多偉大的科學發(fā)明一樣,雙光子顯微鏡的出現(xiàn)也有一點偶然,但正是那瞬間的靈感為生物科學尤其是神經(jīng)科學帶來了一種**性的成像技術(shù):雙光子激發(fā)熒光顯微鏡。1990年初,當WinfriedDenk剛從康奈爾大學博士畢業(yè)準備前往瑞士讀博后時,他看了一本關(guān)于激光掃描顯微鏡的書,從中了解到非線性光學效應——強光和物質(zhì)的相互作用。當時,Denk有同事研究生物樣品中的鈣離子但苦于沒有強大的紫外激光器和光學元件,于是他就想到如果使用雙光子吸收就能夠繞開紫外,換言之,與其通過一個紫外光子激發(fā)標記的鈣離子,通過兩個雙倍波長的可見光光子也能激發(fā)相同的熒光。有了想法后馬上實驗。借了一套染料飛秒激光器,Denk聯(lián)合他的導師WattWebb及其博士生JamesStrickler只用六個小時就完成了實驗搭建,采集數(shù)據(jù)則用了兩到三天,于是一篇里程碑式的文章就此誕生了。雙光子顯微鏡在組織透明化成像中應用。國外雙光子顯微鏡圖像對比度

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像差問題一直困擾著光學領(lǐng)域的工作者。像差會使光波前發(fā)生形變,不僅降低成像的信噪比和分辨率,使得很多時候我們只能“霧里看花”,更甚者,產(chǎn)生贗像,或無法獲得有意義的圖像。像差問題對雙光子成像的影響尤為嚴重,因為在那里,熒光信號對入射光強度的依賴是平方關(guān)系,一旦入射光波前形變,不僅聚焦強度大幅下降,成像分辨率也急劇惡化。因此,如何解決像差問題,實現(xiàn),例如小鼠大腦皮層,深層區(qū)域的高質(zhì)量成像成為光學成像發(fā)展中相當有挑戰(zhàn)性的問題之一。國外激光熒光雙光子顯微鏡熒光探測雙光子顯微鏡成像技術(shù)及不同轉(zhuǎn)基因小鼠開展對多種臟器的成像研究。

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系統(tǒng)示意圖如圖1所示,紅外激光束從藍寶石激光器出射后,由一個光學參量振蕩器(OPO)轉(zhuǎn)化到可見光波段,產(chǎn)生的可見光脈沖寬度為200 fs, 重復頻率80 MHz,波長在490-750nm范圍內(nèi)可調(diào)諧。光束通過透鏡及平面鏡中繼到包含微透鏡陣列盤和陣列盤的共聚焦掃描單元中,形成用于熒光激發(fā)的多焦點光束。多焦點光束通過一個硅油浸潤的物鏡成像到樣品上,激發(fā)熒光信號。熒光信號由同一個物鏡收集并傳輸?shù)疥嚵袌A盤,產(chǎn)生共焦效應,隔離來自焦平面外的雜散光。

雙光子技術(shù)在醫(yī)療診斷應用中具有巨大的潛力,該領(lǐng)域還未形成標準和體系,需要系統(tǒng)的醫(yī)學研究與龐大的醫(yī)療數(shù)據(jù)加以支撐,通過研究人體基于多光子成像技術(shù),進行細胞結(jié)構(gòu)、生化成分、微環(huán)境、組織形態(tài)、代謝功能的影響信息,找到與疾病的細胞學、分子生物學、組織病理學、診斷和特征的關(guān)聯(lián)關(guān)系,共同探究生理病理基礎(chǔ)和分子細胞生物學機制,篩選鑒定、皮膚病、自身免疫病及其他疑難疾病的診斷及鑒別診斷依據(jù),建立全新的多光子細胞診斷的完整數(shù)據(jù)庫,定義出針對不同疾病的多光子臨床檢測設備的產(chǎn)品標準。討論環(huán)節(jié),來自病理科、呼吸中心、心臟科、神經(jīng)科、皮膚科及研究所的多位醫(yī)師及研究人員紛紛結(jié)合各自的工作領(lǐng)域與王愛民副教授展開了熱烈的討論,其中毛發(fā)中心楊頂權(quán)主任計劃再次邀請王愛民副教授進行學術(shù)交流。通過本次學術(shù)交流,病理科與研究所分別與王愛民副教授課題組達成了初步合作意向。雙光子顯微鏡使用長波長脈沖光,是通過物鏡匯聚的。

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由于具有較高輸出功率的光源可以提高成像速度,在我們的實驗中,時間分辨率主要是受OPO輸出可見光激光功率的限制。盡管在單點掃描系統(tǒng)中,v2PE激發(fā)會使得空間分辨率提高,但多聚焦v2PE顯微鏡具有與1PE多聚焦顯微鏡近乎相同的橫向分辨率,這主要是多聚焦成像和單點掃描技術(shù)之間的差異造成的。由于v2PE的激發(fā)體積小于1PE,引入圖像掃描技術(shù)可以進一步提高空間分辨率,這種技術(shù)需要通過在陣列前引入額外的微透鏡陣列來實現(xiàn)。除此之外,由于可見光區(qū)域的共振效應,可能會產(chǎn)生光漂白,因而為了延長觀察時間,系統(tǒng)還需要對激發(fā)強度和曝光時間做進一步優(yōu)化。雙光子顯微鏡有這么多優(yōu)點,那么雙光子顯微鏡有哪些應用呢?進口激光雙光子顯微鏡授權(quán)公司

雙光子顯微鏡使用方法是什么?國外雙光子顯微鏡圖像對比度

隨著現(xiàn)在科學技術(shù)的發(fā)展,儀器儀表行業(yè)發(fā)生了突飛猛進的發(fā)展,再加上當前計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)的進步和發(fā)展,組建網(wǎng)絡而構(gòu)成實用的監(jiān)控系統(tǒng),可以提高生產(chǎn)效率和共享信息資源方向發(fā)展。當前儀器儀表行業(yè)產(chǎn)品發(fā)展呈現(xiàn)微型化、多功能化、智能化、網(wǎng)絡化四大發(fā)展趨勢。工業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)型升級、提升發(fā)展質(zhì)量等有利于儀器儀表行業(yè)的發(fā)展;**安全、社會安全、產(chǎn)業(yè)和信息安全等需要自主、nVista,nVoke,3D bioplotte,invivo裝備,成為全社會共識;進一步提升我國儀器儀表技術(shù)和水平,有限責任公司(自然)企業(yè)要順應產(chǎn)業(yè)發(fā)展潮流,在穩(wěn)固常規(guī)品種的同時,進一步發(fā)展智能儀器儀表,提升產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化、集成化水平。伴隨移動互聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)式增長,如今,它已經(jīng)漸漸取代電子商務成為了整個互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)增速極快的領(lǐng)域,而移動終端的入口也隨即成為了傳統(tǒng)行業(yè)的必爭之地。nVista,nVoke,3D bioplotte,invivo行業(yè)進軍移動互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)線上發(fā)展勢在必行。國外雙光子顯微鏡圖像對比度

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