而配合了雙光子激發(fā)技術,激光共聚掃描顯微鏡則能更好得發(fā)揮功效。那么,什么是雙光子激發(fā)技術呢?在高光子密度的情況下,熒光分子可以同時吸收2個長波長的光子使電子躍遷到較高能級,經(jīng)過一個很短的時間后,電子再躍遷回低能級同時放出一個波長為長波長一半的光子(P=h/λ)。利用這個原理,便誕生了雙光子激發(fā)技術。雙光子顯微鏡使用長波長脈沖激光,通過物鏡匯聚,由于雙光子激發(fā)需要很高的光子密度,而物鏡焦點處的光子密度是比較高的,所以只有在焦點處才能發(fā)生雙光子激發(fā),產(chǎn)生熒光,該點產(chǎn)生的熒光再穿過物鏡,從而被光探頭接收,從而達到逐點掃描的效果。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。2PPLUS雙光子顯微鏡成像技術
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。雙光子激發(fā)的基本原理是:在高光子密度的情況下,熒光分子可以同時吸收2個長波長的光子,在經(jīng)過一個很短的所謂激發(fā)態(tài)壽命的時間后,發(fā)射出一個波長較短的光子;其效果和使用一個波長為長波長一半的光子去激發(fā)熒光分子是相同的。雙(多)光子成像優(yōu)勢在于,具有更深的組織穿透深度,利用紅外光,能夠在層面檢測極限達1mm的組織區(qū)域;因信號背景比高,而具有更高的對比度;因激發(fā)體積小,具有定點激發(fā)的特性,具有更少的光毒性;激發(fā)波長由紫外、可見光調(diào)整為紅外激發(fā),使其能夠更加安全。國內(nèi)激光雙光子顯微鏡供應商對于顯微成像技術包含:寬場熒光顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、轉盤共聚焦顯微鏡、雙光子顯微鏡。
雙光子顯微鏡是一種先進的成像技術,能夠實現(xiàn)細胞或組織的深層觀察。它的主要特點是使用雙光子激發(fā)來產(chǎn)生熒光,從而實現(xiàn)對生物樣品的高分辨率成像。雙光子顯微鏡的工作原理是利用激光的脈沖寬度極窄的特性,將高能激光束聚焦到生物樣品中,激發(fā)出熒光。這個過程需要使用一個特殊的雙光子激發(fā)源,它能夠將一個光子轉換為兩個光子,其中一個光子用于激發(fā)熒光,另一個光子則用于成像。雙光子顯微鏡具有以下優(yōu)點:高分辨率:由于雙光子激發(fā)的特性,可以實現(xiàn)對生物樣品的高分辨率成像,特別是對于深層組織的觀察。穿透深度大:雙光子激光的波長較長,能夠更好地穿透生物組織,從而實現(xiàn)對深層細胞的觀察。熒光壽命長:雙光子激發(fā)產(chǎn)生的熒光壽命比單光子激發(fā)產(chǎn)生的熒光壽命長,這使得雙光子顯微鏡能夠更好地區(qū)分不同的熒光標記物。減少光毒性:由于雙光子激發(fā)的能量較低,因此對生物樣品的損傷較小,可以減少光毒性??傊p光子顯微鏡是一種非常有用的成像技術,可以用于生物學、醫(yī)學、材料科學等領域的研究。
美國霍華德·休斯醫(yī)學研究所在JaneliaFarmResearchCampus的吉娜博士小組與來自中科院上海光機所強場激光物理國家重點實驗室的王琛博士較近成功將一種新的自適應光學的方法和雙光子顯微鏡結合,研制出一種新的自適應光學雙光子熒光顯微鏡。通過校正小鼠大腦的像差,在視覺皮層的不同深度處均獲得了提高數(shù)倍的成像分辨率和信號強度,明顯改進了成像質量,使得原來在鼠腦中不可見或者模糊的細節(jié)變得清晰可見,她們成功將該方法應用于老鼠視覺皮層第五層(約500μm)的形貌結構成像和鈣離子功能成像。這一新的自適應光學方法,使得在小鼠深層區(qū)域成像中獲得近衍射極限的成像分辨率成為現(xiàn)實。這一成果發(fā)表在較新一期的《NatureMethods》。雙光子顯微鏡使用長波長脈沖光,是通過物鏡匯聚的。
指示劑是如何負載細胞,目前有三種在神經(jīng)元上填充鈣離子指示劑的方法,且都可以用于體內(nèi)和體外研究。第一種方法是利用玻璃吸管將膜滲透性鹽或葡聚糖形式的指示劑注入單個神經(jīng)元中。此方法方便實驗者控制單個神經(jīng)元內(nèi)的鈣離子指示劑濃度且信噪比較高。第二種是利用“批量加載”的方法將鈣離子指示劑染料負載神經(jīng)元,觀察對象為一群神經(jīng)元。盡管此方法可能導致一些膠質細胞也被指示劑所標記,但明顯提高了整體神經(jīng)元的標記百分比,使研究者得以觀察到一群神經(jīng)元內(nèi)動作電位相關性的活動。第三種也較為常用,通過病毒轉染的方式使其基因編碼鈣離子指示劑。(A)單細胞注射法;(B)networkloading法;(C)通過病毒轉染使其基因編碼鈣離子指示劑(expressionofgeneticallyencodedcalciumindicators,GECI)雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖器。國內(nèi)2PPLUS雙光子顯微鏡掃描深度
用雙光子顯微鏡看看你的皮膚有沒有重煥新生。2PPLUS雙光子顯微鏡成像技術
雙光子顯微鏡為什么穿透能力強?因為組織對可見光區(qū)域的較強吸收和散射帶來兩個嚴重的問題第1個是激發(fā)光的減弱,第2個就是另外就是由于物鏡本身光的光學特性,單光子激發(fā)的背景較強,所以才有共聚焦系統(tǒng)提高成像的分辨率因為組織對可見光區(qū)域的較強吸收和散射帶來兩個嚴重的問題第1個是激發(fā)光的減弱,第2個就是另外就是由于物鏡本身光的光學特性,單光子激發(fā)的背景較強,所以才有共聚焦系統(tǒng)提高成像的分辨率剛好雙光子在這兩點具有很大的優(yōu)勢上面的內(nèi)容基本在談到雙光子優(yōu)勢都會相對說明,在實際操作中成像的深度和樣品的關系很大,雙光子成像利用高亮度的熒光標記材料,已經(jīng)有做到mm級別的穿透深度2PPLUS雙光子顯微鏡成像技術