針對雙光子熒光顯微鏡的特點,從理論上分析雙光子成像特點,并搭建一套時間、空間分辨率高,能實時、動態(tài)、多參數測量的雙光子熒光顯微鏡系統(tǒng)。具體系統(tǒng)應實現∶(1)能對不同染料的雙光子熒光進行探測;(2)用特定染料對樣品標記以后,能實現雙光子熒光的三維成像;(3)通過實驗的研究,改進雙光子熒光顯微成像系統(tǒng);(4)在保證成像質量的前提下,簡化整個系統(tǒng),使得實驗操作方便、安全。單光子激發(fā)熒光的過程,就是熒光分子吸收一個光子,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,通過內轉換把部分能量轉移給周圍的分子,自己回到比較低電子激發(fā)態(tài)的比較低振動能級。處于比較低電子激發(fā)態(tài)的比較低振動能級像在生物醫(yī)學光學成像研究中顯示了較大的優(yōu)勢。而在顯微成像中,雙光子熒光顯微鏡憑其獨有的優(yōu)點,成為研究細胞結構和功能檢測的重要工具。光子顯微成像技術不是什么新技術,早在20多年前就有了,目前已經在生命科學和材料科學中廣泛應用。激光掃描多光子顯微鏡數據采集
多光子激光掃描顯微鏡的產業(yè)發(fā)展,世界多光子激光掃描顯微鏡產業(yè)主要分布在德國和日本,德國以徠卡顯微系統(tǒng)和蔡司為基礎,日本以尼康和奧林巴斯為基礎。2020年以來,這些企業(yè)占據了全球多光子激光掃描顯微鏡市場的64.44%,它們的發(fā)展策略影響著多光子激光掃描顯微鏡市場的走向。目前,世界市場對多光子激光掃描顯微鏡的需求正在增長,中國市場的需求增長更快。未來五年多光子激光掃描顯微鏡市場的發(fā)展在中國將仍有巨大的發(fā)展?jié)摿Αkx體多光子顯微鏡研究中國市場多光子顯微鏡進出口貿易趨勢。
某種物質能產生熒光,首要條件是分子必須具有吸收的結構,即生色團(分子中具有吸收特征頻率的光能的基團)。其次,該物質必須具有一定的量子產率和適宣的環(huán)境。我們把分子中發(fā)射熒光的基團稱為熒光團。熒光團一定是生色團,但生色團不一定是熒光團。因為,如果生色團的量子產率等于零,就不能發(fā)射出熒光,處于激發(fā)態(tài)的分子,可以由許多方式(如熱,碰撞)把能量釋放出來,發(fā)射熒光只是其中的一種方式。此外,一種物質吸收光的能力及量子產率又與物質所處的環(huán)境密切相關。
與傳統(tǒng)的單光子寬視野熒光顯微鏡相比,多光子顯微鏡具有光學切片和深層成像等功能,這兩個優(yōu)勢極大地促進了研究者們對于完整大腦深處神經的了解與認識。2019年,JeromeLecoq等人從大腦深處的神經元成像、大量神經元成像、高速神經元成像這三個方面論述了相關的MPM技術。想要將神經元活動與復雜行為聯系起來,通常需要對大腦皮質深層的神經元進行成像,這就要求MPM具有深層成像的能力。激發(fā)和發(fā)射光會被生物組織高度散射和吸收是限制MPM成像深度的主要因素,雖然可以通過增加激光強度來解決散射問題,但這會帶來其他問題,例如燒壞樣品、離焦和近表面熒光激發(fā)。增加MPM成像深度比較好的方法是用更長的波長作為激發(fā)光。點掃描多光子顯微鏡可以深入樣本并捕捉高質量的圖像,但這個過程極其緩慢,因為圖像是一次形成一個點。
隨著生物分子光學標記技術的不斷進步,光學技術在揭示生命活動基本規(guī)律的研究中正發(fā)揮越來越重要的作用,也為醫(yī)學診療提供了更多、更有效的手段。生物醫(yī)學光學是近年來受到國際光學界和生物醫(yī)學界關注的研究熱點,在生物活檢、光動力、細胞結構與功能檢測、基因表達規(guī)律的在體研究等問題上取得了一系列研究成果,目前正在從宏觀到微觀上對大腦活動與功能進行多層面的研究。細胞重大生命活動(包括細胞增殖、分化、凋亡及信號轉導)的發(fā)生和調節(jié)是通過生物大分子間(如蛋白質-蛋白質、蛋白質-核酸等)相互作用來實現的。蛋白質作為基因調控的產物,與細胞和機體生理過程代謝直接相關,深入研究基因表達及蛋白質-蛋白質相互作用不僅能揭示生命活動的基本規(guī)律,同時也能深入了解疾病發(fā)生的分子機理,進而為尋找更有效的藥物分子、提高藥物篩選和藥物設計的效率提供新的方法和思路。目前主要使用的多光子顯微鏡包括雙光子顯微鏡和三光子顯微鏡。美國模塊化多光子顯微鏡配置
多光子顯微鏡銷售/營銷策略建議。激光掃描多光子顯微鏡數據采集
快速光柵掃描有多種實現方式,使用振鏡進行快速2D掃描,將振鏡和可調電動透鏡結合在一起進行快速3D掃描,但可調電動透鏡由于機械慣性的限制在軸向無法快速進行焦點切換,影響成像速度,現可使用空間光調制器(SLM)代替。遠程聚焦也是一種實現3D成像的手段,如圖2所示。在LSU模塊中,掃描振鏡進行橫向掃描,ASU模塊包括物鏡L1和反射鏡M,通過調控M的位置實現軸向掃描。該技術不僅可以校正主物鏡L2引入的光學像差,還可以進行快速的軸向掃描。想要獲得更多神經元成像,可以通過調整顯微鏡的物鏡設計來擴大FOV,但是具有大NA和大FOV的物鏡通常重量較大,無法快速移動以進行快速軸向掃描,因此大型FOV系統(tǒng)依賴于遠程聚焦、SLM和可調電動透鏡。激光掃描多光子顯微鏡數據采集