進口熒光雙光子顯微鏡磷光壽命計數(shù)

來源: 發(fā)布時間:2021-12-08

研究人員通過用不同激光波長并行化激光掃描(wavelengthmultiplexing),增加了相同時間內(nèi)可以成像的體積,并同時保持較高的時間和空間分辨率。通過引入兩種波長不同的鈣信號熒光探針,研究人員將神經(jīng)元群體的活動標記為兩個不同顏色,并同時用兩個不同波長的激光激發(fā)探針,實現(xiàn)了兩個顏色的并行化數(shù)據(jù)記錄。為了實現(xiàn)三維空間成像,研究人員還分別在兩個激光光路上配置了快速變焦系統(tǒng),分別為電可調(diào)節(jié)透鏡(electricaltunablelens)和空間光調(diào)制器(spatiallightmodulator)。由此,可以同時以10赫茲的速度記錄500微米500微米的10個平面,覆蓋縱深達600微米,涵蓋了從腦皮層第2層到第5層的結構,體積內(nèi)記錄到的神經(jīng)元可以達到2000個以上。雙光子顯微鏡能夠進行指標成像;進口熒光雙光子顯微鏡磷光壽命計數(shù)

進口熒光雙光子顯微鏡磷光壽命計數(shù),雙光子顯微鏡

對生物樣品的三維觀測是了解細胞功能的重要方法之一。目前已有的三維熒光成像技術包括光片顯微成像技術、晶格光照明技術以及激光掃描顯微成像技術(如共聚焦顯微鏡及雙光子顯微鏡)等。其中激光掃描顯微鏡利用旋轉盤可以進行多焦點的激光掃描,提高時間分辨率,而且有利于減少活細胞成像中的光損傷。本篇文獻主要實現(xiàn)了可見光雙光子激發(fā)及多焦點激光掃描的結合,終提高了3D延時掃描中的空間分辨率及成像對比度,同時這也是可見光雙光子激發(fā)(v2PE)在超高分辨率顯微鏡中的應用。國內(nèi)ultima雙光子顯微鏡授權公司雙光子顯微鏡成像技術及不同轉基因小鼠開展對多種臟器的成像研究。

進口熒光雙光子顯微鏡磷光壽命計數(shù),雙光子顯微鏡

高光子密度帶來的高能量容易損傷細胞,所以雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。這種激光器發(fā)出的激光具有很高的峰值能量和很低的平均能量,其脈沖達到比較大值所持續(xù)的周期只有十萬億分之一秒,而其頻率可以達到80至100兆赫,這樣即能達到雙光子激發(fā)的高光子密度要求,又能不損傷細胞,使掃描能更好地進行。雙光子顯微鏡在各領域研究中已有許多成功實例生物領域:貝爾實驗室的Svoboda等人研究了大腦皮層神經(jīng)元細胞內(nèi)鈣離子動力學情形。利用雙光子顯微鏡觀察到的現(xiàn)象證明了鈣離子的增加依賴于肌體觸發(fā)的鈉離子作用電勢。信息領域:美國科學家Rentzepis提出了一種在現(xiàn)有二維光盤的基礎上將數(shù)據(jù)儲存擴展到三維空間。由于雙光子激發(fā)具有作用精細體積小的特點,避免了層與層之間的互相干擾,極大地提高了數(shù)據(jù)儲存密度。

宇宙,浩瀚無垠,在數(shù)百億光年可觀測的空間里閃爍著上萬億個星系。人類1400克的大腦,如同一個小小的宇宙,包含了百億級神經(jīng)元和百萬億級的神經(jīng)突觸,其結構和功能上極其復雜而精密的連接,涌現(xiàn)出意識和思想--大腦小宇宙隱藏著世界上較佳麗較深邃的奧秘。新千年伊始,世界科技強國紛紛啟動有史以來比較大規(guī)模的腦科學研究計劃,人類探索大腦的波瀾壯闊的歷史畫卷正在展開。工欲善其事,必先利其器。目前,各國腦科學計劃的一個重要方向就是打造用于全景式解析腦連接圖譜和功能動態(tài)圖譜的研究工具。其中,如何打破尺度壁壘,整合微觀神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動與大腦整體的活動和個體行為信息,是領域內(nèi)亟待解決的一個關鍵挑戰(zhàn)。雙光子顯微鏡廠家就找滔博生物。

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雙光子吸收理論早在1931年就由諾獎得主提出,30年后因為有了激光才得到實驗驗證,但是到WinfriedDenk發(fā)明雙光子顯微鏡又用了將近30年。要理解雙光子的技術挑戰(zhàn)和飛秒激光發(fā)揮的重要作用,首先要了解其中的非線性過程。雙光子吸收相當于和頻產(chǎn)生非線性過程,這要求極高的電場強度,而電場取決于聚焦光斑大小和激光脈寬。聚焦光斑越小,脈寬越窄,雙光子吸收效率越高。對于衍射極限顯微鏡,聚焦在樣品上的光斑大小只和物鏡NA和激光波長有關,所以關鍵變量只剩下激光脈寬。基于以上分析,能夠以高重頻(100MHz)輸出超短脈沖(100fs量級)的飛秒激光器成了雙光子顯微鏡的標準激發(fā)光源。這也再次說明雙光子顯微鏡的優(yōu)勢:只有焦平面處才能形成雙光子吸收,而焦平面之外由于光強低無法被激發(fā),所以雙光子成像更清晰。WinfriedDenk初使用的光源是染料飛秒激光器(100fs脈寬、630nm可見光波長)。雖然染料激光器對于實驗室演示尚可,但是使用很不方便所以遠未實現(xiàn)商用。很快雙光子顯微鏡的標配光源就變成了飛秒鈦寶石激光器。除了固態(tài)光源優(yōu)勢,鈦寶石激光器還具有較寬的近紅外波長調(diào)諧范圍,而近紅外相比可見光穿透更深,對生物樣品損傷更小。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?國內(nèi)ultimainvestigator雙光子顯微鏡光子探測

雙光子顯微鏡型號有哪些?進口熒光雙光子顯微鏡磷光壽命計數(shù)

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。進口熒光雙光子顯微鏡磷光壽命計數(shù)

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新型雙光子顯微鏡帶有的超高靈敏度的直接探測器能記錄組織深層**細微的內(nèi)部結構。多達7個的外置通道以及光譜拆分軟件充分支持多色的多光子實驗。再結合高速12kHz掃描頭和比較大掃描視野,將軸向位移減至**小,有效地收集來自深層組織的微弱光子,使圖像更明亮,將對標本的光毒性減至**小。