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进口investigator双光子显微镜

来源:因斯蔻浦(上海)生物科技有限公司 发布时间:2024年06月24日

2020年,临研所、病理科和科研处邀请北京大学王爱民副教授做了题目为“新一代微型双光子显微成像系统介绍及其在临床医疗诊断”的学术报告。学术报告由临研所医学实验研究平台潘琳老师主持。王爱民,北京大学信息科学技术学院副教授,毕业于北京大学物理系,获学士、硕士学位,后于英国巴斯大学物理系获博士学位。该研究组研发的微型双光子显微镜,第1次在国际上获得了小鼠大脑神经元和神经突触清晰稳定的动态信号,该成果获得了2017年度“中国光学进展”和“中国科学进展”,并被NatureMethods评为2018年度“年度方法--无限制行为动物成像”。目前,该研究组正在研究新一代双光子显微成像技术在临床诊断中的应用,为未来即时病理、离体组织检测、术中诊断等提供新的影像手段和分析方法。双光子显微镜使用方法是什么?进口investigator双光子显微镜

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随着技术的发展,双光子显微镜的性能不断优化。结合其特点,大致可以分为两个方面:深入和主动改进。为了使激发激光进入更深的层次,可以从器件优化和标本改造两个方面入手。关于器件的优化,我们可以把激光束做得更细,集中能量,让激光穿透得更深。对于样品,物质的吸收和散射是影响光传播的主要因素。为了解决这个问题,我们需要将样本透明化。一种方法是用某种物质浸泡标本,使其中的物质(主要是脂质)被破坏或溶解。另一种方法是通过电泳电解脂类,从而提高标本的“透明度”。国内bruker双光子显微镜原理在深度组织中以较长时间对细胞成像,双光子显微镜是当前之选。

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通过对微型光学系统的重新设计,FHIRM-TPM2.0成像视野扩大至420×420平方微米,微型物镜的工作距离扩展至1毫米,以实现非侵入式成像;嵌入了可拆卸的快速轴向扫描模块,实现了180微米深度的三维体成像和多平面快速切换的实时成像。该模块由一个快速的电动变焦透镜和一对中继透镜组成,在不同深度成像时保持放大倍率恒定。其中,变焦模块重量1.8克,研究人员可根据实验需求自由拆卸。此外,新版微型化成像探头还可整体即时拔插,极大地简化了实验操作,避免了长周期实验时对动物的干扰。在重复装卸探头追踪同一批神经元时,视场旋转角小于0.07弧度,边界偏差小于35微米。

双光子荧光显微镜是结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术的一种新技术。双光子激发的基本原理是:在高光子密度的情况下,荧光分子可以同时吸收2个长波长的光子,在经过一个很短的所谓激发态寿命的时间后,发射出一个波长较短的光子;其效果和使用一个波长为长波长一半的光子去激发荧光分子是相同的。双(多)光子成像优势在于,具有更深的组织穿透深度,利用红外光,能够在层面检测极限达1mm的组织区域;因信号背景比高,而具有更高的对比度;因激发体积小,具有定点激发的特性,具有更少的光毒性;激发波长由紫外、可见光调整为红外激发,使其能够更加安全。双光子显微镜成像技术及不同转基因小鼠开展对多种脏器的成像研究。

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双光子显微镜(2PM)可以对钙离子传感器和谷氨酸传感器进行亚细胞分辨率的成像,从而测量不透明脑深部的活动。成像膜的电压变化可以直接反映神经元的活动,但神经元活动的速度对于常规的2PM来说太快了。目前,电压成像主要由宽视场显微镜实现,但其空间分辨率较差,且只能在浅深度成像。因此,为了以高空间分辨率成像不透明脑中膜电压的变化,需要将成像速率提高2PM。面向模块输出端的子脉冲序列可视为从虚拟光源阵列发出的光,这些子脉冲在中继到显微镜物镜后形成空间分离和时间延迟的聚焦阵列。然后,该模块被集成到一个带有高速数据采集系统的标准双光子荧光显微镜中,如图2所示。光源是重复频率为1MHz的920nm激光器。FACED模块可以产生80个脉冲焦点,脉冲时间间隔为2ns。这些焦点是虚拟源的图像。虚光源越远,物镜处的光束尺寸越大,焦点越小。光束可以沿Y轴比沿X轴更好地填充物镜,从而在X轴上产生0.82m和0.35m的横向分辨率。双光子显微镜在生物医学研究中有广泛的应用,可以观察细胞内的亚细胞结构、蛋白质分布、细胞活动等。美国ultima双光子显微镜成像视野是多少

双光子显微镜的探测器,该怎么选用?进口investigator双光子显微镜

使用基因编码的荧光探针可以在突触和细胞分辨率下监测体内神经元信号,这是揭示动物神经活动复杂机制的关键。使用双光子显微镜(2PM)可以以亚细胞分辨率对钙离子传感器和谷氨酸传感器成像,从而测量不透明大脑深处的活动;成像膜电压变化能直接反映神经元活动,目前电压成像主要通过宽场显微镜实现,但它的空间分辨率较差并且只是于浅层深度。因此要在不透明的大脑中以高空间分辨率对膜电压变化进行成像,需要较提高2PM的成像速率。FACED模块输出处的子脉冲序列可以看作从虚拟光源阵列发出的光,这些子脉冲在中继到显微镜物镜后形成了一个空间上分离且时间延迟的焦点阵列。然后将该模块并入具有高速数据采集系统的标准双光子荧光显微镜中,如图2所示。光源是具有1MHz重复频率的920nm的激光器,通过FACED模块可产生80个脉冲焦点,其脉冲时间间隔为2ns。这些焦点是虚拟源的图像,虚拟源越远,物镜处的光束尺寸越大,焦点越小。光束沿y轴比x轴能更好地充满物镜,进口investigator双光子显微镜

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