雙光子吸收理論早在1931年就由諾獎(jiǎng)得主MariaGoeppertMayer提出,30年后因?yàn)橛辛思す獠诺玫綄?shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shù)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(dāng)于和頻產(chǎn)生非線性過程,這要求極高的電場(chǎng)強(qiáng)度,而電場(chǎng)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(duì)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(zhǎng)有關(guān),所以關(guān)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(jí))的飛秒激光器成了雙光子顯微鏡的標(biāo)準(zhǔn)激發(fā)光源。這也再次說明雙光子顯微鏡的優(yōu)勢(shì):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(qiáng)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(zhǎng))。雖然染料激光器對(duì)于實(shí)驗(yàn)室演示尚可,但是使用很不方便所以遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)商用。很快雙光子顯微鏡的標(biāo)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(shì),鈦寶石激光器還具有較寬的近紅外波長(zhǎng)調(diào)諧范圍,而近紅外相比可見光穿透更深,對(duì)生物樣品損傷更小。雙光子顯微鏡品牌有哪些?國(guó)外熒光激光雙光子顯微鏡分辨率是多少
研究人員通過用不同激光波長(zhǎng)并行化激光掃描(wavelengthmultiplexing),增加了相同時(shí)間內(nèi)可以成像的體積,并同時(shí)保持較高的時(shí)間和空間分辨率。通過引入兩種波長(zhǎng)不同的鈣信號(hào)熒光探針,研究人員將神經(jīng)元群體的活動(dòng)標(biāo)記為兩個(gè)不同顏色,并同時(shí)用兩個(gè)不同波長(zhǎng)的激光激發(fā)探針,實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)顏色的并行化數(shù)據(jù)記錄。為了實(shí)現(xiàn)三維空間成像,研究人員還分別在兩個(gè)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(shí)以10赫茲的速度記錄500微米500微米的10個(gè)平面,覆蓋縱深達(dá)600微米,涵蓋了從腦皮層第2層到第5層的結(jié)構(gòu),體積內(nèi)記錄到的神經(jīng)元可以達(dá)到2000個(gè)以上。進(jìn)口ultima雙光子顯微鏡應(yīng)用是什么雙光子顯微鏡除了可以進(jìn)行厚的組織樣品拍攝以外呢,可以在小鼠的的任何部位進(jìn)行成像。
雙光子顯微成像技術(shù)不是什么新技術(shù),早在20多年前就有了,目前已經(jīng)在生命科學(xué)和材料科學(xué)中廣泛應(yīng)用。幾年前雙光子**過期后,已經(jīng)推出自己的雙光子顯微鏡的廠家估計(jì)不少于10家以上。即便如此,世界上很多實(shí)驗(yàn)室都搭雙光子,自己搭的好處有很多,首先是便宜,尤其是實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)有飛秒激光器,那就更很省錢了。其次是靈活,可以選擇針對(duì)特殊用途的搭配,改動(dòng)也靈活。結(jié)束后的好處就是可以鍛煉隊(duì)伍,一趟走下來可以把新手帶出來,后期維護(hù)也更加自由。當(dāng)然壞處也不少,首先是操心,特別是第1次搭的時(shí)候,開始要想方案,后來要解決各種實(shí)際問題。其次是花時(shí)間,加上買配件的時(shí)間,比買一臺(tái)現(xiàn)成的商業(yè)化雙光子耗時(shí)長(zhǎng)。現(xiàn)在已經(jīng)有不少關(guān)于如何搭雙光子顯微鏡的文章,各種protocol,大多是老外寫的,中文的較少。其實(shí)完全自己搭一套好用的系統(tǒng)還是不容易的,尤其是沒有經(jīng)驗(yàn)的時(shí)候,容易走彎路,多花錢,也多花時(shí)間,再加上雙光子的重要器件都需要從國(guó)外購(gòu)買,在國(guó)內(nèi)買這些東西耗時(shí)較長(zhǎng)。因此,我想總結(jié)一下我們的經(jīng)驗(yàn),貼出來分享,希望能幫到想自己動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)室
激光共聚掃描顯微鏡脫離了傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的場(chǎng)光源和局部平面成像模式,采用激光束作光源,激光束經(jīng)照明,經(jīng)由分光鏡反射至物鏡,并聚焦于樣品上,對(duì)標(biāo)本焦平面上每一點(diǎn)進(jìn)行掃描。組織樣品中的熒光物質(zhì)受到刺激后發(fā)出的熒光經(jīng)原來入射光路直接反向回到分光鏡,通過探測(cè)時(shí)先聚焦,然后被光探頭收集,轉(zhuǎn)化為信號(hào)輸送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。這個(gè)裝置能讓通過探測(cè)的只有焦平面上發(fā)出的熒光,使成像更為清晰準(zhǔn)確,同時(shí)通過改變物鏡的焦距,能對(duì)不同焦平面進(jìn)行掃描,通過計(jì)算機(jī)繪出普通顯微鏡無法觀測(cè)的三維圖像。而配合了雙光子激發(fā)技術(shù),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(shù)呢?在高光子密度的情況下,熒光分子可以同時(shí)吸收2個(gè)長(zhǎng)波長(zhǎng)的光子使電子躍遷到較高能級(jí),經(jīng)過一個(gè)很短的時(shí)間后,電子再躍遷回低能級(jí)同時(shí)放出一個(gè)波長(zhǎng)為長(zhǎng)波長(zhǎng)一半的光子(P=h/λ)。利用這個(gè)原理,便誕生了雙光子激發(fā)技術(shù)。雙光子顯微鏡非常適合對(duì)細(xì)胞組織進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間在體成像。
臨研所、病理科和科研處邀請(qǐng)北京大學(xué)王愛民副教授在2020年12月22日做了題目為“新一代微型雙光子顯微成像系統(tǒng)介紹及其在臨床醫(yī)療診斷”的學(xué)術(shù)報(bào)告。學(xué)術(shù)報(bào)告由臨研所醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)潘琳老師主持。王愛民,北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院副教授,畢業(yè)于北京大學(xué)物理系,獲學(xué)士、碩士學(xué)位,后于英國(guó)巴斯大學(xué)物理系獲博士學(xué)位。該研究組研發(fā)的微型雙光子顯微鏡,第1次在國(guó)際上獲得了小鼠大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸清晰穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)信號(hào),該成果獲得了2017年度“中國(guó)光學(xué)進(jìn)展”和“中國(guó)科學(xué)進(jìn)展”,并被Nature Methods評(píng)為2018年度“年度方法--無限制行為動(dòng)物成像”。目前,該研究組正在研究新一代雙光子顯微成像技術(shù)在臨床診斷中的應(yīng)用,為未來即時(shí)病理、離體組織檢測(cè)、術(shù)中診斷等提供新的影像手段和分析方法。雙光子顯微鏡在組織透明化成像中應(yīng)用。進(jìn)口ultima雙光子顯微鏡應(yīng)用是什么
雙光子顯微鏡有哪些應(yīng)用呢?國(guó)外熒光激光雙光子顯微鏡分辨率是多少
隨著儀器儀表和計(jì)算機(jī)的完美結(jié)合,為了更好的滿足人們對(duì)精神世界的需求,體驗(yàn)多維世界給人們帶來的**,儀器儀表的虛擬化開始發(fā)展。身臨其境接受客觀實(shí)物,給美又增添了一絲創(chuàng)意。在計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的急速發(fā)展到整個(gè)世界的背景下,儀器儀表也開始向網(wǎng)絡(luò)化突進(jìn),結(jié)合新的科技設(shè)備,通過廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)直接操控儀器儀表,對(duì)公司的管理,經(jīng)營(yíng)一體化,應(yīng)用模式的分析等各大方面產(chǎn)生影響。有限責(zé)任公司(自然)企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)這個(gè)平臺(tái)與客戶直接的交流,突破了世界和空間的限制,行家遠(yuǎn)程操控對(duì)儀器儀表進(jìn)行維護(hù)和分析。高科技的產(chǎn)品也隨之而來。隨著手機(jī)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的消費(fèi)潛力不斷隱現(xiàn),消費(fèi)者利用手機(jī)消費(fèi)的頻率和份額逐年遞增。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)所隱藏的商業(yè)價(jià)值被更多地挖掘出來之后,各種傳統(tǒng)行業(yè)(包括nVista,nVoke,3D bioplotte,invivo行業(yè))的移動(dòng)網(wǎng)上平臺(tái)相繼誕生。中國(guó)服務(wù)型正面臨百年未有之大變局,行業(yè)行家認(rèn)為,中美貿(mào)易戰(zhàn)不會(huì)有終點(diǎn),中美關(guān)系時(shí)好時(shí)壞將成為常態(tài),儀器儀表行業(yè)無法排除大局勢(shì)的影響,且不要把問題聚焦在關(guān)稅上。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展得益于WTO框架下的全球化分工;現(xiàn)在中國(guó)制造的競(jìng)爭(zhēng)力在于工業(yè)門類齊全、供應(yīng)鏈完整、供應(yīng)鏈的高度專業(yè)和細(xì)分。國(guó)外熒光激光雙光子顯微鏡分辨率是多少