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对于双光子(2P)成像而言,离焦和近表面荧光激发是两个比较大的深度限制因素,而对于三光子(3P)成像这两个问题大大减小,但是三光子成像由于荧光团的吸收截面比2P要小得多,所以需要更高数量级的脉冲能量才能获得与2P激发的相同强度的荧光信号。功能性3P显微镜比结构性3P显微镜的要求更高,它需要更快速的扫描,以便及时采样神经元活动;需要更高的脉冲能量,以便在每个像素停留时间内收集足够的信号。复杂的行为通常涉及到大型的大脑神经网络,该网络既具有局部的连接又具有远程的连接。要想将神经元活动与行为联系起来,需要同时监控非常庞大且分布普遍的神经元的活动,大脑中的神经网络会在几十毫秒内处理传入的刺激,要想了解这种快速的神经元动力学,就需要MPM具备对神经元进行快速成像的能力。快速MPM方法可分为单束扫描技术和多束扫描技术。利用多光子显微镜,进行组织内深层结构的无损成像。美国激光扫描多光子显微镜系统
在生物成像中,我司多光子显微镜具有清(清晰),快(快速),深(深层),活这四个方面。结合了多光子上转化材料以及时间编码的结构光超分辨技术,实现了快速(50MHz的扫描速度),超分辨(超衍射极限)成像。作为一种新的高速,超高分辨率的成像系统,MUTE-SIM可以帮助我们对快速运动的生物图像进行分辨率高的成像。尽管关于深度成像的应用我们没有进一步展示,但是结合1560nm近红外光相对于可见光更佳的穿透性,我们相信该技术将有利于对生物组织进行高速,超分辨,高深度地成像,有助于生物影像学的发展。滔博生物TOP-Bright是一家集研发,生产,销售于一体的专注于神经科学产品及致力于向高校、科研机构等领域提供实验室一体化方案的高科技企业。业务服务范围已遍布至全国各地几百家实验室。目前公司主营产品是享誉全球的国际品牌和产品,这些仪器设备都是科学研究所必备且不可替代的基础仪器。美国激光扫描多光子显微镜系统突破光学成像技术的限制,多光子显微镜为科研工作提供新思路。
Ca2+是一种重要的第二信使,在调节细胞生理反应中起着重要作用。发展和利用双光子荧光显微成像技术观测Ca2+荧光信号,可以从某些方面分析生物体或细胞的变化机制,具有重要意义。利用双光子荧光显微成像技术,我们可以观察到细胞内荧光探针标记的Ca2*的时间和空间荧光图像的变化,也可以观察到一定水平或部分细胞内(Ca2+)的荧光图像和变化。通过对单个细胞的研究发现,Ca2+的分布不仅在细胞的局部区域之间是不均匀的,而且在细胞内不同深度或层次的局部区域之间也存在不同程度的Ca2+梯度,称为空间Ca2+梯度。
多束扫描技术可以同时对神经元组织的不同位置进行成像。该技术:对于两个远程成像位置(相距1-2mm以上),通常采用两个**的路径进行成像;对于相邻区域,通常使用单个物镜的多个光束进行成像。多光束扫描技术必须特别注意激发光束之间的串扰,这可以通过事后光源分离或时空复用来解决。事后光源分离法是指分离光束以消除串扰的算法;时空复用法是指同时使用多个激发光束,每个光束的脉冲在时间上被延迟,使不同光束激发的单个荧光信号可以暂时分离。引入的光束越多,可以成像的神经元越多,但多束会导致荧光衰减时间重叠增加,从而限制了分辨信号源的能力;并且复用对电子设备的工作速度要求很高;大量的光束也需要较高的激光功率来维持单束的信噪比,这样容易导致组织损伤。由于双光子激发的特性,它可以获得比传统显微镜更高的分辨率。
要想实现离散的轴向重新聚焦,需要在OBJ1的焦平面中放置一个阶梯镜(图3b)。当入射激光束被OBJ1聚焦到的焦平面恰好与阶梯重合时,被反射的激光将在无穷大的空间中成为准直光束,并在OBJ2的焦平面上形成激光光斑。并且返回的激光束会被GSM消除横向扫描,即OBJ2形成的焦点不会进行横向扫描,实现轴向扫描。如果激光点被扫描到与焦平面不一致的阶梯,则会形成远离镜面的激光焦点,返回的激光束会在无穷大的空间中会聚或发散,进而导致由OBJ2形成的激光焦点也在轴向重新聚焦,通过这种方式即能实现离散的轴向扫描。对于已精确匹配两个物镜光瞳的光学装置,不会引入像差。为了进行连续的轴向重新聚焦,将阶梯镜替换为稍微倾斜的平面镜,同时入射的激光焦点也需要被倾斜,使得其以垂直于镜面的方向入射,通过相对入射激光束稍微平移OBJ1即可实现这种倾斜。多光子显微镜,为疾病诊断和药物研发提供强大支持。美国激光扫描多光子显微镜系统
多光子显微镜,提高医学病理诊断的准确性和效率。美国激光扫描多光子显微镜系统
多光子显微镜对成像深度的改善利用红光或红外光激发,光散射小(小粒子的散射与波长的四次方的成反比)。不需要***,能更多收集来自成像截面的散射光子。***不能区分由离焦区域或焦点区发射出的散射光子,多光子在深层成像信噪比好。单光子激发所用的紫外或可见光在光束到达焦平面之前易被样品吸收而衰减,不易对深层激发。多光子荧光成像的特点。深度成像∶与共聚焦相比能更好地对厚散射物质成像。信噪比∶多光子吸收采用的波长是单光子吸收的2倍以上,所以显微试样中的瑞利散射更小,荧光测定的信噪比更高。观察活细胞∶离子测量(i.e.Ca2+),GFP,发育生物学等—减少了光毒性和光漂白,能对细胞长时间观察。美国激光扫描多光子显微镜系统
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