布魯克多光子顯微鏡數(shù)據(jù)采集

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-10-20

作為一個(gè)多學(xué)科交叉、知識(shí)密集、資金密集的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),多光子顯微鏡涉及醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科,生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜,進(jìn)入門(mén)檻較高,是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)和高科技發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。過(guò)去的5年,多光子顯微鏡市場(chǎng)集中,由于投產(chǎn)生產(chǎn)的成本較高,技術(shù)難度大,目前涌現(xiàn)的新企業(yè)不多。顯微鏡作為一個(gè)傳統(tǒng)的高科技行業(yè),其作用至今沒(méi)有被其他技術(shù)顛覆,只是不斷融合并發(fā)展相關(guān)技術(shù),在醫(yī)療和其他精密檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮著更大的作用。顯微鏡的商業(yè)化發(fā)展已進(jìn)入成熟期,主要需求來(lái)自教學(xué)、生命科學(xué)的研究及精密檢測(cè)等,全球市場(chǎng)呈現(xiàn)平緩的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。然而,顯微鏡產(chǎn)品(如多光子顯微鏡、電子顯微鏡)正拉動(dòng)市場(chǎng)需求,多光子顯微鏡市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?shí)現(xiàn)細(xì)胞層面觀察,多光子顯微鏡技術(shù)助力醫(yī)學(xué)突破。布魯克多光子顯微鏡數(shù)據(jù)采集

布魯克多光子顯微鏡數(shù)據(jù)采集,多光子顯微鏡

作為一個(gè)多學(xué)科、知識(shí)密集型和資金密集型的高科技產(chǎn)業(yè),多光子顯微鏡涉及醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)、工程學(xué)等多個(gè)學(xué)科。其生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜,進(jìn)入門(mén)檻較高。它是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)和高科技發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。在過(guò)去的五年里,多光子顯微鏡的市場(chǎng)是集中的。由于投產(chǎn)成本高,技術(shù)難度大,目前涌現(xiàn)的新企業(yè)并不多。顯微鏡作為傳統(tǒng)的高科技產(chǎn)業(yè),并沒(méi)有被其他技術(shù)顛覆,而是一直在不斷融合發(fā)展相關(guān)技術(shù),在醫(yī)療等精密檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。顯微鏡的商業(yè)化發(fā)展已進(jìn)入成熟階段,主要需求來(lái)自教學(xué)、生命科學(xué)研究和精密測(cè)試等。全球市場(chǎng)呈現(xiàn)溫和增長(zhǎng)趨勢(shì)。而顯微鏡產(chǎn)品(如多光子顯微鏡、電子顯微鏡)正在刺激市場(chǎng)需求,多光子顯微鏡市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?。進(jìn)口多光子顯微鏡價(jià)格多少多光子顯微鏡,實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)、無(wú)標(biāo)記的生物組織觀測(cè)方案。

布魯克多光子顯微鏡數(shù)據(jù)采集,多光子顯微鏡

快速光柵掃描有多種實(shí)現(xiàn)方式,使用振鏡進(jìn)行快速2D掃描,將振鏡和可調(diào)電動(dòng)透鏡結(jié)合在一起進(jìn)行快速3D掃描,但可調(diào)電動(dòng)透鏡由于機(jī)械慣性的限制在軸向無(wú)法快速進(jìn)行焦點(diǎn)切換,影響成像速度,現(xiàn)可使用空間光調(diào)制器(SLM)代替。遠(yuǎn)程聚焦也是一種實(shí)現(xiàn)3D成像的手段,如圖2所示。在LSU模塊中,掃描振鏡進(jìn)行橫向掃描,ASU模塊包括物鏡L1和反射鏡M,通過(guò)調(diào)控M的位置實(shí)現(xiàn)軸向掃描。該技術(shù)不僅可以校正主物鏡L2引入的光學(xué)像差,還可以進(jìn)行快速的軸向掃描。想要獲得更多神經(jīng)元成像,可以通過(guò)調(diào)整顯微鏡的物鏡設(shè)計(jì)來(lái)擴(kuò)大FOV,但是具有大NA和大FOV的物鏡通常重量較大,無(wú)法快速移動(dòng)以進(jìn)行快速軸向掃描,因此大型FOV系統(tǒng)需要依賴于遠(yuǎn)程聚焦、SLM和可調(diào)電動(dòng)透鏡。

針對(duì)雙光子熒光顯微鏡的特點(diǎn),從理論上分析雙光子成像特點(diǎn),并搭建一套時(shí)間、空間分辨率高,能實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、多參數(shù)測(cè)量的雙光子熒光顯微鏡系統(tǒng)。具體系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)∶(1)能對(duì)不同染料的雙光子熒光進(jìn)行探測(cè);(2)用特定染料對(duì)樣品標(biāo)記以后,能實(shí)現(xiàn)雙光子熒光的三維成像;(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)的研究,改進(jìn)雙光子熒光顯微成像系統(tǒng);(4)在保證成像質(zhì)量的前提下,簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng),使得實(shí)驗(yàn)操作方便、安全。單光子激發(fā)熒光的過(guò)程,就是熒光分子吸收一個(gè)光子,從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),躍遷以后,能量較大的激發(fā)態(tài)分子,通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)換把部分能量轉(zhuǎn)移給周?chē)姆肿樱约夯氐奖容^低電子激發(fā)態(tài)的比較低振動(dòng)能級(jí)。處于比較低電子激發(fā)態(tài)的比較低振動(dòng)能級(jí)像在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)成像研究中顯示了較大的優(yōu)勢(shì)。而在顯微成像中,雙光子熒光顯微鏡憑其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn),成為研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能檢測(cè)的重要工具。中國(guó)市場(chǎng)多光子顯微鏡進(jìn)出口貿(mào)易趨勢(shì)。

布魯克多光子顯微鏡數(shù)據(jù)采集,多光子顯微鏡

首代小型化雙光子顯微鏡在國(guó)際上獲得小鼠自由行為過(guò)程中大腦神經(jīng)元和突觸的動(dòng)態(tài)圖像后,我們成功研制了第二代小型化雙光子顯微鏡。它具有更大的成像視野和三維成像能力,可以清晰穩(wěn)定地對(duì)自由活動(dòng)小鼠三維腦區(qū)的數(shù)千個(gè)神經(jīng)元進(jìn)行成像,實(shí)現(xiàn)對(duì)同一批神經(jīng)元的一個(gè)月追蹤記錄。通過(guò)對(duì)微光學(xué)系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)的。微物鏡工作距離延長(zhǎng)至1mm,實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)成像。內(nèi)嵌可拆卸的快速軸向掃描模塊,可采集深度180微米的3D體成像和多平面快速切換的實(shí)時(shí)成像。該掃描模塊由一個(gè)快速的電動(dòng)變焦透鏡和一對(duì)中繼透鏡組成,在不同深度成像時(shí)可保持放大倍率恒定。其變焦模塊重量,研究人員可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求自由拆卸。此外,新版微型化成像探頭可整體即時(shí)拔插,極大地簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作,避免了長(zhǎng)周期實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)動(dòng)物的干擾。在重復(fù)裝卸探頭同一批神經(jīng)元時(shí),視場(chǎng)旋轉(zhuǎn)角小于,邊界偏差小于35微米。4tune光譜檢測(cè)器,實(shí)現(xiàn)多光子顯微鏡的光譜型檢測(cè)。靈長(zhǎng)類(lèi)多光子顯微鏡技術(shù)

多光子顯微鏡技術(shù)的優(yōu)勢(shì)如何?又有哪些應(yīng)用?布魯克多光子顯微鏡數(shù)據(jù)采集

細(xì)胞在受到外界刺激時(shí),隨著刺激時(shí)間的增長(zhǎng),即使刺激繼續(xù)存在,Ca2+熒光信號(hào)不但不會(huì)繼續(xù)增強(qiáng),反而會(huì)減弱,直至恢復(fù)到未加刺激物時(shí)的水平。對(duì)于細(xì)胞受精過(guò)程中Ca2+熒光信號(hào)的變化情況,研究發(fā)現(xiàn),配了在粘著過(guò)程中,Ca2+熒光信號(hào)未發(fā)生任何變化,而配子之間發(fā)生融合作用時(shí),Ca2+熒光信號(hào)強(qiáng)度卻會(huì)出現(xiàn)一個(gè)不穩(wěn)定的峰值,并可持續(xù)幾分鐘。這些現(xiàn)象,對(duì)研究受精發(fā)育的早期信號(hào)及Ca2+在卵細(xì)胞和受精卵的發(fā)育過(guò)程中的作用具有重要的意義。在其它一些生理過(guò)程如細(xì)胞分裂、胞吐作用等,Ca2+熒光信號(hào)強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生很的變化。布魯克多光子顯微鏡數(shù)據(jù)采集