單光子激發(fā)熒光的過(guò)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(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)換把部分能量轉(zhuǎn)移給周?chē)姆肿樱约夯氐奖容^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(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)換的方式來(lái)消耗能量,回到基態(tài),而是通過(guò)發(fā)射出相應(yīng)的光量子來(lái)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(lái)的長(zhǎng)。多光子顯微鏡市場(chǎng)集中,由于投產(chǎn)生產(chǎn)的成本較高,技術(shù)難度大,目前涌現(xiàn)的新企業(yè)不多。嚙齒類(lèi)多光子顯微鏡作用
要想實(shí)現(xiàn)離散的軸向重新聚焦,需要在OBJ1的焦平面中放置一個(gè)階梯鏡(圖3b)。當(dāng)入射激光束被OBJ1聚焦到的焦平面恰好與階梯重合時(shí),被反射的激光將在無(wú)窮大的空間中成為準(zhǔn)直光束,并在OBJ2的焦平面上形成激光光斑。并且返回的激光束會(huì)被GSM消除橫向掃描,即OBJ2形成的焦點(diǎn)不會(huì)進(jìn)行橫向掃描,實(shí)現(xiàn)軸向掃描。如果激光點(diǎn)被掃描到與焦平面不一致的階梯,則會(huì)形成遠(yuǎn)離鏡面的激光焦點(diǎn),返回的激光束會(huì)在無(wú)窮大的空間中會(huì)聚或發(fā)散,進(jìn)而導(dǎo)致由OBJ2形成的激光焦點(diǎn)也在軸向重新聚焦,通過(guò)這種方式即能實(shí)現(xiàn)離散的軸向掃描。對(duì)于已精確匹配兩個(gè)物鏡光瞳的光學(xué)裝置,不會(huì)引入像差。為了進(jìn)行連續(xù)的軸向重新聚焦,將階梯鏡替換為稍微傾斜的平面鏡,同時(shí)入射的激光焦點(diǎn)也需要被傾斜,使得其以垂直于鏡面的方向入射,通過(guò)相對(duì)入射激光束稍微平移OBJ1即可實(shí)現(xiàn)這種傾斜。美國(guó)激光掃描多光子顯微鏡代理國(guó)內(nèi)市場(chǎng)多光子顯微鏡銷(xiāo)售渠道。
多光子顯微鏡的前景巨大 作為一個(gè)多學(xué)科交叉、知識(shí)密集、資金密集的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),多光子顯微鏡涉及醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科,生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜,進(jìn)入門(mén)檻較高,是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)和高科技發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。過(guò)去的5年,多光子顯微鏡市場(chǎng)集中,由于投產(chǎn)生產(chǎn)的成本較高,技術(shù)難度大,目前涌現(xiàn)的新企業(yè)不多。顯微鏡作為一個(gè)傳統(tǒng)的高科技行業(yè),其作用至今沒(méi)有被其他技術(shù)顛覆,只是不斷融合并發(fā)展相關(guān)技術(shù),在醫(yī)療和其他精密檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮著更大的作用。顯微鏡的商業(yè)化發(fā)展已進(jìn)入成熟期,主要需求來(lái)自教學(xué)、生命科學(xué)的研究及精密檢測(cè)等,全球市場(chǎng)呈現(xiàn)平緩的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。然而,**、、顯微鏡產(chǎn)品(如多光子顯微鏡、電子顯微鏡)正拉動(dòng)市場(chǎng)需求,多光子顯微鏡市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?
世界多光子激光掃描顯微鏡產(chǎn)業(yè)主要布局在德國(guó)和日本,德國(guó)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(chǎng) 64.44%的市場(chǎng)份額,其發(fā)展戰(zhàn)略左右著多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)的走向。目前世界市場(chǎng)對(duì)多光子激光掃描顯微鏡的需求在增長(zhǎng),中國(guó)市場(chǎng)這方面的需求增長(zhǎng)更快,未來(lái)五年多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)的發(fā)展在中國(guó)將具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?guó)內(nèi)顯微鏡制造市場(chǎng)目前斷層嚴(yán)重。目前我國(guó)顯微鏡行業(yè)發(fā)展缺乏技術(shù)沉淀,20 年以上經(jīng)營(yíng)積累的企業(yè)十分稀缺,深度精密制造、光學(xué)重要部件設(shè)計(jì)及工藝嚴(yán)重制約產(chǎn)業(yè)升級(jí)。目前中國(guó)顯微鏡中如多光子顯微鏡、共聚焦掃描和電子顯微鏡等主要集中在徠卡顯微系統(tǒng)、蔡司、尼康、奧林巴斯等國(guó)外企業(yè)。國(guó)內(nèi)具備生產(chǎn)顯微鏡能力的企業(yè)屈指可數(shù),若國(guó)內(nèi)顯微鏡企業(yè)能打破技術(shù)壁壘,切入顯微鏡市場(chǎng),企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)將騰躍至一個(gè)更高的格局。多光子顯微鏡可以進(jìn)行深層成像,且具有三維成像的能力,可以應(yīng)用于拍攝不透明的厚樣品。
多光子激發(fā)掃描顯微成像系統(tǒng)的不足。只能對(duì)熒光成像。如果樣品包括能夠吸收激發(fā)光的色團(tuán),如色素,樣品可能受到熱損傷。分辨率略有降低,雖然可以通過(guò)同時(shí)利用共焦的小孔得到改善,但是信號(hào)會(huì)有損耗。受昂貴的超快激光器限制,多光子掃描顯微鏡的成本較高。多光子激發(fā)顯微鏡應(yīng)用舉例。動(dòng)物和腦片神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、動(dòng)物腦皮層的成像、胚胎發(fā)育過(guò)程的長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)態(tài)觀測(cè)、多光子激發(fā)光解籠、細(xì)胞內(nèi)微區(qū)鈣動(dòng)力學(xué)、多光子激發(fā)自發(fā)熒光、其它應(yīng)用。多光子顯微鏡技術(shù)的優(yōu)勢(shì)如何?又有哪些應(yīng)用?清醒動(dòng)物多光子顯微鏡數(shù)據(jù)處理
全球多光子顯微鏡主要消費(fèi)地區(qū)分析,包括消費(fèi)量及份額等。嚙齒類(lèi)多光子顯微鏡作用
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(wú)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(guò)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(guò)調(diào)整顯微鏡的物鏡設(shè)計(jì)來(lái)擴(kuò)大FOV,但是具有大NA和大FOV的物鏡通常重量較大,無(wú)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。嚙齒類(lèi)多光子顯微鏡作用