共聚焦显微可以呈现这么漂亮的图像,是不是什么样品都可以用共聚焦显微镜拍拍拍.....得到各种各样清晰漂亮的图像呢?答案是否定的,任何事物都有优缺点,何况一台仪器呢,共聚焦显微镜也是有自己的局限,共聚焦有哪些局限呢:1.共聚焦显微镜只能拍摄约200um以内的的样品,对于厚的或者样品不能进拍摄;2.共聚焦显微镜由于是逐点进行扫描,对样品的光毒性还是比较大的,特别是拍摄活细胞样品时就更容易对样品进行淬灭;3.由于光照射的区域几乎能通过这个Z轴的层面,所以对于空间定点光刺激的实验定点位置就不是特别精确;并且激光共聚焦显微镜没有纯紫外进行激发,对于一些特殊激发波长的实验,效率非常低。双光子显微镜在多个领域研究中已有许多成功实例。国外激光双光子显微镜最大分辨率
在深度组织中以较长时间对活细胞成像,双光子显微镜是当前之选。双光子和共聚焦显微镜都是通过激光激发样品中的荧光标记,使用探测器测量被激发的荧光。但是,共聚焦一般使用单模光纤耦合激光器,通过单光子激发荧光,而双光子使用飞秒激光器,通过几乎同时吸收两个长波光子激发荧光。双光子激发荧光的主要优势:双光子比共聚焦使用的更长的波长,所以对组织的损伤更小且穿透更深。共聚焦的成像深度一般为100微米,双光子则能达到250到500微米,甚至超过1毫米。另外,同时吸收两个光子意味只有度聚焦点处能被激发,所以不会损伤焦平面之外的组织,并且生成更清晰的图像。国外investigator双光子显微镜光刺激双光子显微镜使用长波长脉冲光,是通过物镜汇聚的。
系统示意图如图1所示,红外激光束从蓝宝石激光器出射后,由一个光学参量振荡器(OPO)转化到可见光波段,产生的可见光脉冲宽度为200fs,重复频率80MHz,波长在490-750nm范围内可调谐。光束通过透镜及平面镜中继到包含微透镜阵列盘和阵列盘的共聚焦扫描单元中,形成用于荧光激发的多焦点光束。多焦点光束通过一个硅油浸润的物镜成像到样品上,激发荧光信号。荧光信号由同一个物镜收集并传输到阵列圆盘,产生共焦效应,隔离来自焦平面外的杂散光。
在该自适应光学双光子荧光显微镜中,她们将空间光位相调制器光学共轭到显微物镜的后焦平面,通过位相调制器将入射光分成若干子区域,每一块子区域的波前都可以被控制。同时,她们用数字微阵列光处理器,以不同的频率同时调制其中一半子区域的入射光强度,以另一半子区域作为“参考波前”。来自所有子区域光束会在焦点处会聚干涉,通过监测焦点激发的双光子信号随时间的变化情况,并进行傅里叶变换分析,可以“分解”得到被调制的每一块子区域的“光线”的贡献信息,从而可以实现对一半子区域波前的并行测量。对另一半子区域重复这一测量过程,从而获得整个入射波前的信息并进行校正。该方法耗时很短,通常约1~3分钟左右即可完成像差的测量和校正,无需复杂的计算,适用于任何标记密度和标记类型的样品。更重要的是,得到的像差校正图案可以用于提高较大视场范围内的成像质量。该方法无疑为在体研究小鼠大脑皮层深层区域的生物、医学问题提供了可行性方案。于双光子激发需要两个光子同时到达,因此只有在焦点附近的样品区域才会激发,从而实现三维成像和高分辨率。
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”。双光子显微镜有这么多优点,那么双光子显微镜有哪些应用呢?ultima2PPLUS双光子显微镜的成像视野
双光子显微镜在组织透明化成像中应用。国外激光双光子显微镜最大分辨率
双光子显微镜是一种先进的成像技术,能够实现细胞或组织的深层观察。它的主要特点是使用双光子激发来产生荧光,从而实现对生物样品的高分辨率成像。双光子显微镜的工作原理是利用激光的脉冲宽度极窄的特性,将高能激光束聚焦到生物样品中,激发出荧光。这个过程需要使用一个特殊的双光子激发源,它能够将一个光子转换为两个光子,其中一个光子用于激发荧光,另一个光子则用于成像。双光子显微镜具有以下优点:高分辨率:由于双光子激发的特性,可以实现对生物样品的高分辨率成像,特别是对于深层组织的观察。穿透深度大:双光子激光的波长较长,能够更好地穿透生物组织,从而实现对深层细胞的观察。荧光寿命长:双光子激发产生的荧光寿命比单光子激发产生的荧光寿命长,这使得双光子显微镜能够更好地区分不同的荧光标记物。减少光毒性:由于双光子激发的能量较低,因此对生物样品的损伤较小,可以减少光毒性。总之,双光子显微镜是一种非常有用的成像技术,可以用于生物学、医学、材料科学等领域的研究。国外激光双光子显微镜最大分辨率