美國模塊化多光子顯微鏡配置

來源: 發(fā)布時間:2021-12-17

根據(jù)阿貝成像原理,許多光學成像系統(tǒng)是一個低通濾波器,物平面包含從低頻到高頻的信息,透鏡口徑會限制高頻信息通過,只允許一定的低頻通過,因此丟失了高頻信息會使成像所得圖像的細節(jié)變模糊,降低分辨率。對于三維成像來說,寬場照明時得到的信息不僅包含物鏡焦平面上樣品的部分信息,同時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。三維結構光照明顯微鏡能夠提高分辨率、獲得層析圖像,是因為利用特定結構的照明光能引入樣品的高頻信息,當結構光的空間頻率足夠高時,只有靠近焦面的部分才能被結構光調制,超出這一區(qū)域,逐漸轉變?yōu)榫鶆蛘彰鳎簿褪侵挥薪姑娓浇挠邢迏^(qū)域具有相對完整的頻譜信息,離焦后,高頻信息迅速衰減,所以使用高頻結構光照明可以區(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,重建樣品的三維結構。多光子顯微鏡在基礎科學和臨床診斷領域的應用范圍正在持續(xù)增長。美國模塊化多光子顯微鏡配置

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多光子激光掃描顯微鏡行業(yè)發(fā)展,世界多光子激光掃描顯微鏡產業(yè)主要布局在德國和日本,德國是以徠卡顯微系統(tǒng)和蔡司為,而日本以尼康和奧林巴斯公司為,2020年,上述企業(yè)占據(jù)著世界多光子激光掃描顯微鏡市場 64.44%的市場份額,其發(fā)展戰(zhàn)略左右著多光子激光掃描顯微鏡市場的走向。目前世界市場對多光子激光掃描顯微鏡的需求在增長,中國市場這方面的需求增長更快,未來五年多光子激光掃描顯微鏡市場的發(fā)展在中國將具有很大的發(fā)展?jié)摿?。激光掃描多光子顯微鏡飛秒激光多光子激光掃描顯微鏡采用波長較長的紅外激光,能量脈沖式激發(fā),紅外光比可見光在生物組織中的穿透力更強。

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從產品類型及技術方面來看,正置顯微鏡占據(jù)絕大多數(shù)市場。2020年,全球多光子激光掃描正置顯微鏡市場達到87.30百萬美元,預計到2027年該部分市場將達到154.02百萬美元,年復合增長率(2021-2027)為8.48%。中國多光子激光掃描正置顯微鏡市場達到13.32百萬美元,預計到2027年該部分市場將達到25.21百萬美元,年復合增長率(2021-2027)為9.58%。從產品市場應用情況來看,研究機構為主要應用領域,2020年約占全球市場46.28%。2020年,全球多光子激光掃描顯微鏡研究機構應用消費量為174臺,預計2027年達到349臺,2021-2027年復合增長率(CAGR)為9.72%。

    從應用的行業(yè)來看,多光子激光掃描顯微鏡主要集中于機構、學校及醫(yī)院對生物科學的研究。與此同時,光學玻璃、液晶材料、濾光片、電子元器件等光學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,才會呈現(xiàn)出目前的市場態(tài)勢。2020年,全球多光子激光掃描顯微鏡市場規(guī)模達到了,預計2027年將達到,年復合增長率(CAGR)為(2021-2027)。中國市場規(guī)模增長快速,2020年,中國多光子激光掃描顯微鏡市場收入達到了,預計2027年將達到,年復合增長率(CAGR)為(2021-2027)。本報告研究“十三五”期間全球及中國市場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)展預測。重點分析全球多光子激光掃描顯微鏡的產能、產量、銷量、收入和增長潛力,歷史數(shù)據(jù)2016-2020年,預測數(shù)據(jù)2021-2027年。本文同時著重分析多光子激光掃描顯微鏡行業(yè)競爭格局,包括全球市場主要廠商競爭格局和中國本土市場主要廠商競爭格局,重點分析全球主要廠商多光子激光掃描顯微鏡產值、價格和市場份額,全球多光子激光掃描顯微鏡產地分布情況等。 帶寬足以覆蓋鈦藍寶石激光器的可調諧范圍和用于多光子顯微鏡的許多其它激光器的典型中心頻率。

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    基于多光子顯微鏡的神經成像技術原理:多光子顯微鏡可用于深度成像和三維成像,因此可用于拍攝不透明的厚樣品。目前主要使用的多光子顯微鏡包括雙光子顯微鏡和三光子顯微鏡。雙光子顯微鏡的結構與共焦類似,區(qū)別在于:1)雙光子顯微鏡的激發(fā)光波長比共焦長,能量較低,但穿透能力較強;2)雙光子顯微鏡沒有小孔,提高了檢測效率;3)雙光子顯微鏡成像深度較快提高。那么,為什么雙光子能具有共焦顯微鏡所沒有的優(yōu)勢呢?原因是它采用雙光子激發(fā)方式。使用波長較長的激發(fā)光子,光子的能量較低,因此電子需要吸收兩個這樣的激發(fā)光子才能達到激發(fā)態(tài),從而釋放出一個熒光光子。因此,熒光信號的強度與光強的平方成正比。因為焦點處的光強較大,只能在焦點處激發(fā)熒光。波長越長,穿透力越強,因此雙光子顯微鏡的成像深度大于共焦顯微鏡。由于兩個光子只在焦點激發(fā)熒光,不需要小孔,而是將所有的熒光都收集起來,提高了檢測效率。三光子顯微鏡的原理類似于雙光子顯微鏡,利用三個激發(fā)光子可以實現(xiàn)更深的成像深度。由于使用了更長的激發(fā)波長,穿透能力更強,成像深度更大。此外,由于較強的非線性效應,熒光信號的強度與光強的立方成正比,因此比雙光子具有更低的非聚焦激發(fā)和背景噪聲。 雙光子熒光顯微鏡是結合了激光掃描共聚焦顯微鏡和雙光子激發(fā)技術的一種新技術。進口多光子顯微鏡設備

多光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。美國模塊化多光子顯微鏡配置

我們要指出的是,單光子激發(fā)熒光和雙光子激發(fā)熒光,是從熒光產生的機理上來區(qū)分的。而共焦則是熒光顯微鏡的一種結構,其目的是為了,通過共焦結構,提高整個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。往往一個普通的雙光子熒光顯微鏡(沒有共焦結構)其空間分辨率也可以達到單光子共焦熒光顯微鏡的水平。這樣就可以簡化整個系統(tǒng),相對來說,就提高了激發(fā)光源的利用率,以及熒光的探測效率,這個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和共焦結構,分辨率則會更高,而我們通常說的共焦顯微鏡都是指單光子激發(fā)熒光的。美國模塊化多光子顯微鏡配置