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美國investigator雙光子顯微鏡最大分辨率

來源: 發(fā)布時間:2023-02-21

2008年錢永健等人由于熒光蛋白(GFP,綠色熒光蛋白)的發(fā)現(xiàn)和使用,獲得了諾貝爾化學獎,是對熒光成像技術(shù)的一次巨大肯定和推動。光學成像本身具有高分辨率、高通量、非侵入和非毒性等特點,再與熒光蛋白以及熒光染料等標記物在細胞中的定位與表達技術(shù)相結(jié)合,使得科學家可以特異性的分辨生物體乃至細胞內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)與成分,并且能夠在生命體和細胞仍具有活性的狀態(tài)下(狀態(tài))對其功能進行動態(tài)觀察。這就使得熒光成像技術(shù)成為了無可替代的,生物學家現(xiàn)今較為重要的技術(shù)手段之一。目前,大多數(shù)細胞生物學和生理學研究主要還是在離體培養(yǎng)的細胞體系中研究。然而與細胞生物學研究有所不同的是,大腦的功能研究的整體性和原位性顯得更加關(guān)鍵:只研究分離的神經(jīng)元無法解釋神經(jīng)系統(tǒng)的功能和規(guī)律。由于被觀測的信號會受到樣本組織的散射和吸收,根本無法穿透如此深的組織進行成像。而雙光子顯微鏡(Two-photonMicroscopy,簡稱TPM)的發(fā)明,則為此類研究帶來了希望。雙光子顯微鏡特有的非線性光學特性,再加上其工作波長處在紅外區(qū)域等特點,令其在生物體組織內(nèi)的穿透深度較大提高,使得雙光子顯微鏡成為神經(jīng)科學家進行神經(jīng)成像較理想的工具。雙光子顯微鏡使用的是高能量鎖模脈沖器。美國investigator雙光子顯微鏡最大分辨率

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光學顯微鏡和電子顯微鏡本質(zhì)的區(qū)別在于,光學顯微鏡:用的是可見光電子顯微鏡:用的是高頻電子射波有什么區(qū)別,在于一個基本的原理,光的衍射。。。光波是一個有趣的東西,其中有一項,如果物體的體積小于光的波長,光一般可以繞過去,不發(fā)生明顯變化。也就是說,有這個物體和沒這個物體,在這種情況下,光是不會發(fā)生明顯改變的??梢姽獾牟ㄩL(肉眼):380~780納米,也就是,如果比380納米還要小的東西,用光學顯微鏡,無論你放大多少倍,也是看不見的。因為光繞過去了。。。光的衍射為了克服這個問題,科學家用波長更短的光去照射物體,也是就被觀測物。比如10納米級的光,這樣,就能看到我們用肉眼無論如何都看不見的東西。這就是電子顯微鏡多說一句,光速是不變的。光速=頻率×波長。波長越短,頻率越大。。頻率越大,光波的能量越大。這就是為什么電子顯微鏡的功率越大,能看到的東西越小。顏色取決于物體能反射光的波長的長短當你看到的物體小于較小可見光的波長,那它就是沒有顏色的。。。因為顏色是肉眼對于可見光頻率在大腦中的投影。。。。所以只能把他們統(tǒng)一變?yōu)楹诎?。。。沒有顏色不是透明的意思,它們不是肉眼可見顏色的定義中包含的。美國investigator雙光子顯微鏡聯(lián)系方式雙光子顯微鏡型號有哪些?

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新一代微型化雙光子熒光顯微成像系統(tǒng)的成功研制是國家重大科研儀器研制專項的一個碩果。它彰顯了北京大學在生物醫(yī)學成像領(lǐng)域先期布局的前瞻性,鍛煉了一支以年輕PI和碩博研究生為主體、具有學科交叉背景和重要技術(shù)創(chuàng)新能力的“中國智造”隊伍。目前,該研發(fā)團隊正在領(lǐng)銜建設(shè)“多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學成像”十三五國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,積極參與即將啟動的中國腦科學計劃??梢云诖?,微型化雙光子熒光顯微成像系統(tǒng)將為實現(xiàn)“分析腦、理解腦、模仿腦”的戰(zhàn)略目標發(fā)揮不可或缺的重要作用

為了驗證動物生物樣品的時間分辨成像能力,本實驗觀察了活海拉細胞高爾基體中的青色熒光蛋白mTFP1,見圖3(a),(c)-(i)。使用的物鏡及尺寸與熒光顆粒成像一致,對比可見v2PE在空間分辨率、激發(fā)深度級圖像對比度較常規(guī)寬場顯微鏡都有所提高。此外,v2PE可以同時激發(fā)多個波長的熒光蛋白,這種技術(shù)還可以應(yīng)用于細胞內(nèi)分子的三維動力學多色成像。在此基礎(chǔ)上,實驗對海拉細胞中的高爾基體(mTFP1)和纖顫蛋白(EGFP)進行了在體成像,見圖3(j)-(n),青色為mTFP1,綠色為EGFP,實驗中兩種熒光蛋白同時成像,終采用光譜分離法將不同蛋白的熒光信號分離出來。雙光子顯微鏡的探測器,該怎么選用?

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    其實電子顯微鏡相比于光學顯微鏡的重要優(yōu)勢或者存在的比較大意義,準確的來說,不在于放大倍數(shù),而在于超高的分辨率。這兩者是不同的。通俗的來說,就是進行觀察的時候,除了要將物體放大,還需要能將它與相鄰的其他物體分辨開來。如果兩個相鄰微粒的圖像在光學顯微鏡下,即使放大到很大,看到的可能卻是兩個相交的亮斑(艾里斑),而沒有明顯的界限(更不用說細節(jié)了),這表示是分辨率不夠。拋開分辨率談放大倍數(shù)是沒有意義的。光學顯微鏡的分辨率極限是阿貝極限,約等于光波波長的一半,通常被說成是光學顯微鏡放大極限,其實準確地來說,應(yīng)該叫做分辨率的極限。而其產(chǎn)生的原因是光的衍射,根本原因是光的波粒二象性。電子衍射實驗證明了電子的波動性,于是用電子代替光的電子顯微鏡成為可能。電子顯微鏡也有多種,題主說的是像REM的。電鏡也存在用衍射規(guī)則觀察的,比如低能電子衍射(LEED)和透射電鏡(TEM)。兩者主要用于觀察晶體,根據(jù)其周期性的特點而生成倒易空間里的衍射圖像,借助elward球或者傅里葉變換就可以轉(zhuǎn)換到實空間,得到真正的晶體表面圖像了。 雙光子顯微鏡是結(jié)合了雙光子技術(shù)和掃描共聚顯微鏡的一種新型熒光顯微鏡。美國investigator雙光子顯微鏡最大分辨率

雙光子顯微鏡不需要共聚焦,提高了熒光檢測效率。美國investigator雙光子顯微鏡最大分辨率

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(jié)構(gòu)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(lǐng)域內(nèi)亟待解決的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)。美國investigator雙光子顯微鏡最大分辨率

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