高光子密度帶來的高能量容易損傷細胞,所以雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。這種激光器發(fā)出的激光具有很高的峰值能量和很低的平均能量,其脈沖達到最大值所持續(xù)的周期只有十萬億分之一秒,而其頻率可以達到80至100兆赫,這樣即能達到雙光子激發(fā)的高光子密度要求,又能不損傷細胞,使掃描能更好地進行。雙光子顯微鏡在各領(lǐng)域研究中已有許多成功實例生物領(lǐng)域:貝爾實驗室的Svoboda等人研究了大腦皮層神經(jīng)元細胞內(nèi)鈣離子動力學(xué)情形。利用雙光子顯微鏡觀察到的現(xiàn)象證明了鈣離子的增加依賴于肌體觸發(fā)的鈉離子作用電勢。信息領(lǐng)域:美國科學(xué)家Rentzepis提出了一種在現(xiàn)有二維光盤的基礎(chǔ)上將數(shù)據(jù)儲存擴展到三維空間。由于雙光子激發(fā)具有作用精細體積小的特點,避免了層與層之間的互相干擾,極大地提高了數(shù)據(jù)儲存密度。雙光子顯微鏡可以在小鼠的的任何部位進行有生命體成像。2PPLUS雙光子顯微鏡廠家電話
首先我們來簡單介紹一下激光掃描共聚焦和雙光子這兩種當紅的顯微成像技術(shù)。激光掃描共聚焦顯微技術(shù),是熒光顯微成像的一種,用于激發(fā)樣品的熒光信號并對其放大成像。在激光掃描共聚焦顯微鏡中,樣品焦平面上每一時刻只有一個點被激發(fā)光照射,縱然焦平面外也有激發(fā)光照射,但通過探測器前的(pinhole),有焦平面上的熒光信號能被探測器接收。也就是說,每個時刻,只有焦平面上一個點的信號被探測。通過點掃描的方式,一個個點的信號就可以組合出終的圖像。雙光子顯微鏡(包括多光子顯微鏡)同樣采用點掃描的方式得到圖像。不同的是,其采用的激發(fā)光波長較長,只有當兩個(或更多)激發(fā)光光子幾乎同時轟擊熒光探針的時候才可能激發(fā)出熒光信號。所以只有在光子密度特別大的焦點,出才會激發(fā)出熒光。也就是說,雙光子顯微鏡中,同樣每個時刻只有焦平面上一個點的信號被探測,并且連焦平面外的熒光信號也不會有。進口ultima雙光子顯微鏡授權(quán)商雙光子顯微鏡知多少。
要想讓激發(fā)激光進入更深的層面,大致可從兩個方面入手,裝置優(yōu)化與標本改造。關(guān)于裝置優(yōu)化,我們可以把激光束變得更細,使能量更加集中,就能讓激光穿透更深。關(guān)于標本,其中影響光傳播的主要是物質(zhì)吸收和散射,解決這個問題,我們需要對樣本進行透明化處理。一種方法是運用某種物質(zhì)將標本浸泡,使其中的物質(zhì)(主要是脂質(zhì))被破壞或溶解。另一種方法是運用電泳將脂質(zhì)電解,讓標本“透明度”提高。高光子密度帶來的高能量容易損傷細胞,所以雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。這種激光器發(fā)出的激光具有很高的峰值能量和很低的平均能量,其脈沖達到最大值所持續(xù)的周期只有十萬億分之一秒,而其頻率可以達到80至100兆赫,這樣即能達到雙光子激發(fā)的高光子密度要求,又能不損傷細胞,使掃描能更好地進行。
相比普通的顯微鏡電子顯微鏡可以觀察尺度更小的東西,冷凍電鏡更是可以觀察有活性的生物大分子,而雙光子顯微鏡有什么優(yōu)勢呢?它能做到什么普通光學(xué)顯微鏡做不到的事情嗎?原來,雙光子顯微鏡可以精確穿透較厚標本進行定點、***觀察!由于電磁波的波長越短,粒子性越強,受散射影響也就越大。雙光子顯微鏡將激發(fā)光源改為長波長激光,在增加了激光的穿透性的同時還減少了對細胞的毒性。除此之外,因為只有物鏡焦點處能發(fā)生雙光子激發(fā)效應(yīng),所以掃描的精確度極高,也能提高激發(fā)光效率,減少被掃描點之外的熒光物質(zhì)消耗。雙光子顯微鏡使用的是可見光或近紅外光作為光源。
在高光子密度的情況下,熒光分子可以同時吸收兩個長波長的光子,然后發(fā)射出一個波長較短的光子,其效果和使用一個波長為長波長一半的光子去激發(fā)熒光分子是相同的(如下圖)。如煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH),在單光子激發(fā)時,在波長為350nm光的激發(fā)下發(fā)出450nm熒光;而在雙光子激發(fā)時,可采用750nm的激發(fā)光得到450nm熒光。由于雙光子激發(fā)需要很高的光子密度,為了不損傷細胞,雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。這種激光器發(fā)出的激光具有很高的峰值能量和很低的平均能量,從而可以減少光漂白和光毒性帶來的不利影響。雙光子顯微鏡在組織透明化成像中應(yīng)用;2PPLUS雙光子顯微鏡光損傷
于雙光子激發(fā)需要兩個光子同時到達,因此只有在焦點附近的樣品區(qū)域才會激發(fā),從而實現(xiàn)三維成像和高分辨率。2PPLUS雙光子顯微鏡廠家電話
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,熒光分子可以同時吸收2個長波長的光子使電子躍遷到較高能級,經(jīng)過一個很短的時間后,電子再躍遷回低能級同時放出一個波長為長波長一半的光子(P=h/λ)。利用這個原理,便誕生了雙光子激發(fā)技術(shù)。雙光子顯微鏡使用長波長脈沖激光,通過物鏡匯聚,由于雙光子激發(fā)需要很高的光子密度,而物鏡焦點處的光子密度是比較高的,所以只有在焦點處才能發(fā)生雙光子激發(fā),產(chǎn)生熒光,該點產(chǎn)生的熒光再穿過物鏡,被光探頭接收,從而達到逐點掃描的效果。2PPLUS雙光子顯微鏡廠家電話