模塊化多光子顯微鏡Ultima Investigator

來源: 發(fā)布時(shí)間:2021-11-15

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,只允許一定的低頻通過,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)于三維成像來說,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)域來獲得層析圖像。然后再通過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)。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)多光子顯微鏡銷售渠道。模塊化多光子顯微鏡Ultima Investigator

模塊化多光子顯微鏡Ultima Investigator,多光子顯微鏡

單光子激發(fā)熒光的過程,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,通過內(nèi)轉(zhuǎn)換把部分能量轉(zhuǎn)移給周圍的分子,自己回到比較低電子激發(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)的分子的平均壽命大約在 10s 左右。這時(shí)它不是通過內(nèi)轉(zhuǎn)換的方式來消耗能量,回到基態(tài),而是通過發(fā)射出相應(yīng)的光量子來釋放能量,回到基態(tài)的各個(gè)不同的振動(dòng)能級(jí)時(shí),就發(fā)射熒光。因?yàn)樵诎l(fā)射熒光以前已經(jīng)有一部分能量被消耗,所以發(fā)射的熒光的能量要比吸收的能量小,也就是熒光的特征波長(zhǎng)要比吸收的特征波長(zhǎng)來的長(zhǎng)。在體多光子顯微鏡準(zhǔn)確定位中國(guó)市場(chǎng)多光子顯微鏡產(chǎn)量、消費(fèi)量、進(jìn)出口分析及未來趨勢(shì)。

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多束掃描技術(shù)可以同時(shí)對(duì)神經(jīng)元組織的不同位置進(jìn)行成像該技術(shù):對(duì)兩個(gè)遠(yuǎn)距離(相距大于1-2 mm)的成像部位,通常使用兩條單獨(dú)的路徑進(jìn)行成像;對(duì)于相鄰區(qū)域,通常使用單個(gè)物鏡的多光束進(jìn)行成像。多光束掃描技術(shù)必須特別注意激發(fā)光束之間的串?dāng)_問題,這個(gè)問題可以通過事后光源分離方法或時(shí)空復(fù)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?dāng)_;時(shí)空復(fù)用方法指的是同時(shí)使用多個(gè)激發(fā)光束,每個(gè)光束的脈沖在時(shí)間上延遲,這樣就可以暫時(shí)分離被不同光束激發(fā)的單個(gè)熒光信號(hào)。引入越多路光束就可以對(duì)越多的神經(jīng)元進(jìn)行成像,但是多路光束會(huì)導(dǎo)致熒光衰減時(shí)間的重疊增加,從而限制了區(qū)分信號(hào)源的能力;并且多路復(fù)用對(duì)電子設(shè)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(huì)容易導(dǎo)致組織損傷。

    在生物成像中,我司多光子顯微鏡具有清(清晰),快(快速),深(深層),活這四個(gè)方面。結(jié)合了多光子上轉(zhuǎn)化材料以及時(shí)間編碼的結(jié)構(gòu)光超分辨技術(shù),實(shí)現(xiàn)了快速(50MHz的掃描速度),超分辨(超衍射極限)成像。作為一種新的高速,超高分辨率的成像系統(tǒng),MUTE-SIM可以幫助我們對(duì)快速運(yùn)動(dòng)的生物圖像進(jìn)行分辨率高的成像。盡管關(guān)于深度成像的應(yīng)用我們沒有進(jìn)一步展示,但是結(jié)合1560nm近紅外光相對(duì)于可見光更佳的穿透性,我們相信該技術(shù)將有利于對(duì)生物組織進(jìn)行高速,超分辨,高深度地成像,有助于生物影像學(xué)的發(fā)展。滔博生物TOP-Bright是一家集研發(fā),生產(chǎn),銷售于一體的專注于神經(jīng)科學(xué)產(chǎn)品及致力于向高校、科研機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域提供實(shí)驗(yàn)室一體化方案的高科技企業(yè)。業(yè)務(wù)服務(wù)范圍已遍布至全國(guó)各地幾百家實(shí)驗(yàn)室。目前公司主營(yíng)產(chǎn)品是享譽(yù)全球的國(guó)際品牌和產(chǎn)品,這些儀器設(shè)備都是科學(xué)研究所必備且不可替代的基礎(chǔ)儀器。 多光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。

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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,可以通過調(diào)整顯微鏡的物鏡設(shè)計(jì)來擴(kuò)大FOV,但是具有大NA和大FOV的物鏡通常重量較大,無法快速移動(dòng)以進(jìn)行快速軸向掃描,因此大型FOV系統(tǒng)依賴于遠(yuǎn)程聚焦、SLM和可調(diào)電動(dòng)透鏡。多光子顯微鏡的大多數(shù)補(bǔ)償器都采用棱鏡。離體多光子顯微鏡三維分辨率

多光子顯微鏡能提供多種對(duì)比度機(jī)制。模塊化多光子顯微鏡Ultima Investigator

我們要指出的是,單光子激發(fā)熒光和雙光子激發(fā)熒光,是從熒光產(chǎn)生的機(jī)理上來區(qū)分的。而共焦則是熒光顯微鏡的一種結(jié)構(gòu),其目的是為了,通過共焦結(jié)構(gòu),提高整個(gè)熒光顯微鏡的空間分辨率。所以共焦熒光顯微鏡可以根據(jù)激發(fā)光源的不同,實(shí)現(xiàn)單光子共焦熒光成像或者雙光子共焦熒光成像。往往一個(gè)普通的雙光子熒光顯微鏡(沒有共焦結(jié)構(gòu))其空間分辨率也可以達(dá)到單光子共焦熒光顯微鏡的水平。這樣就可以簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng),相對(duì)來說,就提高了激發(fā)光源的利用率,以及熒光的探測(cè)效率,這個(gè)也是我們提倡雙光子熒光成像的原因之一。雙光子熒光共焦顯微鏡由于雙光子效應(yīng)和共焦結(jié)構(gòu),分辨率則會(huì)更高,而我們通常說的共焦顯微鏡都是指單光子激發(fā)熒光的。模塊化多光子顯微鏡Ultima Investigator