美國(guó)多光子顯微鏡暗場(chǎng)成像

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-07-08

使用MPM對(duì)神經(jīng)元進(jìn)行成像時(shí),通過(guò)隨機(jī)訪問(wèn)掃描—即激光束在整個(gè)視場(chǎng)上的任意選定點(diǎn)上進(jìn)行快速掃描—可以只掃描感興趣的神經(jīng)元,這樣不僅避免掃描到任何未標(biāo)記的神經(jīng)纖維,還可以優(yōu)化激光束的掃描時(shí)間。隨機(jī)訪問(wèn)掃描可以通過(guò)聲光偏轉(zhuǎn)器(AOD)來(lái)實(shí)現(xiàn),其原理是將具有一個(gè)射頻信號(hào)的壓電傳感器粘在合適的晶體上,所產(chǎn)生的聲波引起周期性的折射率光柵,激光束通過(guò)光柵時(shí)發(fā)生衍射。通過(guò)射頻電信號(hào)調(diào)控聲波的強(qiáng)度和頻率從而可以改變衍射光的強(qiáng)度和方向,這樣使用1個(gè)AOD就可以實(shí)現(xiàn)一維橫向的任意點(diǎn)掃描,利用1對(duì)AOD,結(jié)合其他軸向掃描技術(shù)可實(shí)現(xiàn)3D的隨機(jī)訪問(wèn)掃描。但是該技術(shù)對(duì)樣本的運(yùn)動(dòng)很敏感,易出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偽影。目前,快速光柵掃描即在FOV中進(jìn)行逐行掃描,由于利用算法可以輕松解決運(yùn)動(dòng)偽影而被普遍的使用。實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)分子級(jí)觀測(cè),多光子顯微鏡開(kāi)啟生命科學(xué)新篇章。美國(guó)多光子顯微鏡暗場(chǎng)成像

美國(guó)多光子顯微鏡暗場(chǎng)成像,多光子顯微鏡

從應(yīng)用的行業(yè)來(lái)看,多光子激光掃描顯微鏡主要集中于機(jī)構(gòu)、學(xué)校及醫(yī)院對(duì)生物科學(xué)的研究。與此同時(shí),光學(xué)玻璃、液晶材料、濾光片、電子元器件等光學(xué)材料則組成了上行業(yè)。處于中游的多光子激光掃描顯微鏡行業(yè)正是受到上下**業(yè)的共同影響,才會(huì)呈現(xiàn)出目前的市場(chǎng)態(tài)勢(shì)。2020年,全球多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了,預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為(2021-2027)。中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)快速,2020年,中國(guó)多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)收入達(dá)到了,預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為(2021-2027)。本報(bào)告研究“十三五”期間全球及中國(guó)市場(chǎng)多光子激光掃描顯微鏡的供給和需求情況,以及“十四五”期間行業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)。重點(diǎn)分析全球多光子激光掃描顯微鏡的產(chǎn)能、產(chǎn)量、銷量、收入和增長(zhǎng)潛力,歷史數(shù)據(jù)2016-2020年,預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)2021-2027年。本文同時(shí)著重分析多光子激光掃描顯微鏡行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局,包括全球市場(chǎng)主要廠商競(jìng)爭(zhēng)格局和中國(guó)本土市場(chǎng)主要廠商競(jìng)爭(zhēng)格局,重點(diǎn)分析全球主要廠商多光子激光掃描顯微鏡產(chǎn)值、價(jià)格和市場(chǎng)份額,全球多光子激光掃描顯微鏡產(chǎn)地分布情況等。bruker多光子顯微鏡價(jià)格多少利用多光子顯微鏡的光遺傳學(xué)操作能力,我們可以對(duì)某類神經(jīng)元的ji活和失活進(jìn)行高精度的操作。

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對(duì)于雙光子成像而言,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(duì)于三光子成像這兩個(gè)問(wèn)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(jí)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(hào)。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(hào)。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(lái),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(duì)神經(jīng)元進(jìn)行快速成像的能力??焖費(fèi)PM方法可分為單束掃描技術(shù)和多束掃描技術(shù)。

根據(jù)阿貝成像原理,許多光學(xué)成像系統(tǒng)是一個(gè)低通濾波器,物平面包含從低頻到高頻的信息,透鏡口徑會(huì)限制高頻信息通過(guò),只允許一定的低頻通過(guò),因此丟失了高頻信息會(huì)使成像所得圖像的細(xì)節(jié)變模糊,降低分辨率。對(duì)于三維成像來(lái)說(shuō),寬場(chǎng)照明時(shí)得到的信息不僅包含物鏡焦平面上樣品的部分信息,同時(shí)還包含焦平面外的樣品信息。由于受到焦平面外的信息干擾,常規(guī)熒光顯微鏡無(wú)法獲得層析圖像。三維結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡能夠提高分辨率、獲得層析圖像,是因?yàn)槔锰囟ńY(jié)構(gòu)的照明光能引入樣品的高頻信息,當(dāng)結(jié)構(gòu)光的空間頻率足夠高時(shí),只有靠近焦面的部分才能被結(jié)構(gòu)光調(diào)制,超出這一區(qū)域,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蛘彰?,也就是只有焦面附近的有限區(qū)域具有相對(duì)完整的頻譜信息,離焦后,高頻信息迅速衰減,所以使用高頻結(jié)構(gòu)光照明可以區(qū)分焦面和離焦區(qū)域來(lái)獲得層析圖像。然后再通過(guò)軸向掃描可以獲取樣品不同深度的焦面圖像,重建樣品的三維結(jié)構(gòu)。利用多光子顯微鏡,進(jìn)行無(wú)損、高分辨率的生物組織層析成像。

美國(guó)多光子顯微鏡暗場(chǎng)成像,多光子顯微鏡

多光子激光掃描顯微鏡的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,世界多光子激光掃描顯微鏡產(chǎn)業(yè)主要分布在德國(guó)和日本,德國(guó)以徠卡顯微系統(tǒng)和蔡司為基礎(chǔ),日本以尼康和奧林巴斯為基礎(chǔ)。2020年以來(lái),這些企業(yè)占據(jù)了全球多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)的64.44%,它們的發(fā)展策略影響著多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)的走向。目前,世界市場(chǎng)對(duì)多光子激光掃描顯微鏡的需求正在增長(zhǎng),中國(guó)市場(chǎng)的需求增長(zhǎng)更快。未來(lái)五年多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)的發(fā)展在中國(guó)將仍有巨大的發(fā)展?jié)摿?。由于光的波長(zhǎng)有限,光子顯微鏡的分辨率受到限制,無(wú)法觀察到更小的結(jié)構(gòu)和細(xì)胞器。美國(guó)多光子顯微鏡數(shù)據(jù)處理

使用雙光子顯微鏡觀察標(biāo)本的時(shí)候,只有在焦平面上才有光漂白和光毒性。美國(guó)多光子顯微鏡暗場(chǎng)成像

SternandJeanMarx在評(píng)論中說(shuō):祖家能夠在更為精細(xì)的層次研究樹(shù)突的功能,這在以前是完全不可能的。新的技術(shù)(如腦片的膜片鉗和雙光子顯微使人們對(duì)樹(shù)突的計(jì)算和神經(jīng)信號(hào)處理中的作用有了更好的理解。他們解釋了是樹(shù)突模式和形狀多樣性,及其獨(dú)特的電、及其獨(dú)特的電化學(xué)特征使神經(jīng)元完成了一系列的專門任務(wù)。雙光子與共聚焦在發(fā)育生物學(xué)中的應(yīng)用雙光子∶每2.5分鐘掃描一次,觀察24小時(shí),發(fā)育到桑椹胚和胚泡階段共聚焦∶每15分鐘掃描一次,觀察8小時(shí)后細(xì)胞分裂停止,不能發(fā)育到桑椹胚和胚泡階段共聚焦激發(fā)時(shí)的細(xì)胞存活率為多光子系統(tǒng)的10~20%。美國(guó)多光子顯微鏡暗場(chǎng)成像