美國進(jìn)口多光子顯微鏡多光子激發(fā)

來源: 發(fā)布時(shí)間:2023-04-11

    對于雙光子(2P)成像而言,離焦和近表面熒光激發(fā)是兩個(gè)比較大的深度限制因素,而對于三光子(3P)成像這兩個(gè)問題大大減小,但是三光子成像由于熒光團(tuán)的吸收截面比2P要小得多,所以需要更高數(shù)量級的脈沖能量才能獲得與2P激發(fā)的相同強(qiáng)度的熒光信號。功能性3P顯微鏡比結(jié)構(gòu)性3P顯微鏡的要求更高,它需要更快速的掃描,以便及時(shí)采樣神經(jīng)元活動(dòng);需要更高的脈沖能量,以便在每個(gè)像素停留時(shí)間內(nèi)收集足夠的信號。復(fù)雜的行為通常涉及到大型的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)既具有局部的連接又具有遠(yuǎn)程的連接。要想將神經(jīng)元活動(dòng)與行為聯(lián)系起來,需要同時(shí)監(jiān)控非常龐大且分布普遍的神經(jīng)元的活動(dòng),大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)在幾十毫秒內(nèi)處理傳入的刺激,要想了解這種快速的神經(jīng)元?jiǎng)恿W(xué),就需要MPM具備對神經(jīng)元進(jìn)行快速成像的能力。快速M(fèi)PM方法可分為單束掃描技術(shù)和多束掃描技術(shù)。 從雙光子到三光子甚至四光子,這種非線性成像技術(shù)通常也被統(tǒng)稱為多光子顯微鏡。美國進(jìn)口多光子顯微鏡多光子激發(fā)

美國進(jìn)口多光子顯微鏡多光子激發(fā),多光子顯微鏡

現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和科技的進(jìn)步,特別是隨著后基因組時(shí)代的到來,人們已經(jīng)能夠根據(jù)需要建立各種細(xì)胞模型,為在體研究基因表達(dá)規(guī)律、分子間的相互作用、細(xì)胞的增殖、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、誘導(dǎo)分化、細(xì)胞凋亡以及新的血管生成等提供了良好的生物學(xué)條件。然而,盡管人們利用現(xiàn)有的分子生物學(xué)方法,已經(jīng)對基因表達(dá)和蛋白質(zhì)之間的相互作用進(jìn)行了深入、細(xì)致的研究,但仍然不能實(shí)現(xiàn)對蛋白質(zhì)和基因活動(dòng)的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測。在細(xì)胞的生理過程中,基因、尤其是蛋白質(zhì)的表達(dá)、修飾和相萬作用往往發(fā)生可逆的、動(dòng)態(tài)的變化。目前的分子生物學(xué)方法還不能捕獲到蛋白質(zhì)和基因的這些變化,但獲取這些信息對與研究基因的表達(dá)和蛋白質(zhì)之間的相互作用又至關(guān)重要。因此,發(fā)展能用于、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測蛋白質(zhì)和基因活動(dòng)的方法是非常必要的。美國高速高分辨率多光子顯微鏡實(shí)驗(yàn)多光子顯微鏡技術(shù)的優(yōu)勢如何?又有哪些應(yīng)用?

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比較兩表格中的相關(guān)參數(shù)可以看出,基于分子光學(xué)標(biāo)記的成像技術(shù)已經(jīng)在生物活檢和基因表達(dá)規(guī)律方面展示了較大的優(yōu)勢。例如,正電子發(fā)射斷層成像(PET)可實(shí)現(xiàn)對分子代謝的成像,空間分辨率∶1-2mm,時(shí)間分辨率;分鐘量級。與PET比較,光學(xué)成像的應(yīng)用場合更廣(可測量更多的參數(shù),請參見表1-1),且具有更高的時(shí)間分辨率(秒級),空間分辨率可達(dá)到微米。因此,二者相比,雖然光學(xué)成像在測量深度方面不及PET,但在測量參數(shù)種類與時(shí)空分辨率方面有一定優(yōu)勢。對于小動(dòng)物(如小白鼠)研究來說,光學(xué)成像技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)小動(dòng)物整體成像和在體基因表達(dá)成像。例如,初步研究表明,熒光介導(dǎo)層析成像可達(dá)到近10cm的測量深度;基于多光子激發(fā)的顯微成像技術(shù)可望實(shí)現(xiàn)小鼠體內(nèi)基因表達(dá)的實(shí)時(shí)在體成像。

1,光源、光路高度整合通過精密的設(shè)計(jì),將飛秒激光器、掃描振鏡、PMT、濾光片組,甚至是單光子熒光光路全套整合在一個(gè)不大的掃描頭(ScanHead)內(nèi),無論掃描頭如何移動(dòng),掃描頭內(nèi)的光路都可以保持穩(wěn)定不變,從而實(shí)現(xiàn)了超穩(wěn)定、免維護(hù)的特點(diǎn)。2,配合多維度、高精度機(jī)械控制系統(tǒng)。掃描頭直接架設(shè)在一個(gè)多維運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置上,可沿任意方向和角度移動(dòng)掃描頭,方便對動(dòng)物樣本進(jìn)行多方位的掃描觀察。而這在常規(guī)方案的多光子顯微鏡上有很大的實(shí)現(xiàn)難度,不但需要多個(gè)關(guān)節(jié)組合的光路導(dǎo)向機(jī)構(gòu),并且在這些關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的時(shí)候,都冒著極大的光路偏移的風(fēng)險(xiǎn),以至于在使用一段時(shí)間后都需要對光路進(jìn)行再次校準(zhǔn),而這樣的問題在我司上則完全不會(huì)發(fā)生。3.一機(jī)多能。多光子顯微鏡中,極短的激光脈沖聚焦在樣品上的緊密點(diǎn)上,激發(fā)熒光團(tuán)產(chǎn)生圖像。

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對于雙光子(2P)成像,散焦和近表面熒光激發(fā)是兩個(gè)相對較大的深度限制因素,而對于三光子(3P)成像,這兩個(gè)問題**減少。  然而,由于熒光團(tuán)的吸收截面遠(yuǎn)小于2P,三光子成像需要更高的脈沖能量才能獲得與2P相同激發(fā)強(qiáng)度的熒光信號。  功能性3P顯微鏡比結(jié)構(gòu)性3P顯微鏡要求更高,后者需要更快的掃描速度以便及時(shí)采樣神經(jīng)元活動(dòng)。  為了在每個(gè)像素的停留時(shí)間內(nèi)收集足夠的信號,需要更高的脈沖能量。  復(fù)雜的行為通常涉及大規(guī)模的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),這些網(wǎng)絡(luò)既有本地連接,也有遠(yuǎn)程連接。  為了將神經(jīng)元的活動(dòng)與行為聯(lián)系起來,需要同時(shí)監(jiān)測* * *分布的超大型神經(jīng)元的活動(dòng)。  大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將在幾十毫秒內(nèi)處理輸入的刺激。  為了理解這種快速神經(jīng)元?jiǎng)恿W(xué),MPM需要快速成像神經(jīng)元的能力。  快速M(fèi)PM方法可分為單束掃描技術(shù)和多束掃描技術(shù)。  多光子顯微鏡銷售/營銷策略建議。美國布魯克多光子顯微鏡代理

多光子顯微鏡是衡量一個(gè)國家制造業(yè)和高科技發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。美國進(jìn)口多光子顯微鏡多光子激發(fā)

2020年,TonmoyChakraborty等人提出了加速2PM軸向掃描速度的方法[2]。在光學(xué)顯微鏡中,物鏡或樣品緩慢的軸向掃描速度限制了體成像的速度。近年來,通過使用遠(yuǎn)程聚焦技術(shù)或電調(diào)諧透鏡(ETL)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了快速軸向掃描。但遠(yuǎn)程對焦時(shí)對反射鏡的機(jī)械驅(qū)動(dòng)會(huì)限制軸向掃描速度,ETL會(huì)引入球差和高階像差,無法進(jìn)行高分辨率成像。為了克服這些限制,該小組引入了一種新的光學(xué)設(shè)計(jì),可以將橫向掃描轉(zhuǎn)換為無球面像差的軸向掃描,以實(shí)現(xiàn)高分辨率成像。有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)這種設(shè)計(jì)。***個(gè)可以執(zhí)行離散的軸向掃描,另一個(gè)可以執(zhí)行連續(xù)的軸向掃描。如圖3a所示,特定裝置由兩個(gè)垂直臂組成,每個(gè)臂具有4F望遠(yuǎn)鏡和物鏡。遠(yuǎn)程聚焦臂由振鏡掃描鏡(GSM)和空氣物鏡(OBJ1)組成,另一個(gè)臂(稱為照明臂)由浸沒物鏡(OBJ2)組成。兩個(gè)臂對齊,使得GSM與兩個(gè)物鏡的后焦平面共軛。準(zhǔn)直后的激光束經(jīng)偏振分束器反射進(jìn)入遠(yuǎn)程聚焦臂,由GSM進(jìn)行掃描,使OBJ1產(chǎn)生的激光焦點(diǎn)可以進(jìn)行水平掃描。美國進(jìn)口多光子顯微鏡多光子激發(fā)

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