我們要指出的是,單光子激發(fā)熒光和雙光子激發(fā)熒光,是從熒光產(chǎn)生的機(jī)理上來區(qū)分的。而共焦則是熒光顯微鏡的一種結(jié)構(gòu),其目的是為了,通過共焦結(jié)構(gòu),提高整個熒光顯微鏡的空間分辨率。所以共焦熒光顯微鏡可以根據(jù)激發(fā)光源的不同,實現(xiàn)單光子共焦熒光成像或者雙光子共焦熒光成像。往往一個普通的雙光子熒光顯微鏡(沒有共焦結(jié)構(gòu))其空間分辨率也可以達(dá)到單光子共焦熒光顯微鏡的水平。這樣就可以簡化整個系統(tǒng),相對來說,就提高了激發(fā)光源的利用率,以及熒光的探測效率,這個也是我們提倡雙光子熒光成像的原因之一。雙光子熒光共焦顯微鏡由于雙光子效應(yīng)和共焦結(jié)構(gòu),分辨率則會更高,而我們通常說的共焦顯微鏡都是指單光子激發(fā)熒光的。多光子顯微鏡銷售/營銷策略建議。美國清醒動物多光子顯微鏡成像區(qū)域
與傳統(tǒng)的單光子寬視野熒光顯微鏡相比,多光子顯微鏡(MPM)具有光學(xué)切片和深層成像等功能,這兩個優(yōu)勢極大地促進(jìn)了研究者們對于完整大腦深處神經(jīng)的了解與認(rèn)識。2019年,JeromeLecoq等人從大腦深處的神經(jīng)元成像、大量神經(jīng)元成像、高速神經(jīng)元成像這三個方面論述了相關(guān)的MPM技術(shù)。想要將神經(jīng)元活動與復(fù)雜行為聯(lián)系起來,通常需要對大腦皮質(zhì)深層的神經(jīng)元進(jìn)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(qiáng)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。全自動多光子顯微鏡多光子成像是一種非線性的過程,信號產(chǎn)生要求功率密度達(dá)到MW/cm2的量級。
基于多光子顯微鏡的神經(jīng)成像技術(shù)原理:多光子顯微鏡可用于深度成像和三維成像,因此可用于拍攝不透明的厚樣品。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。雙光子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與共焦類似,區(qū)別在于:1)雙光子顯微鏡的激發(fā)光波長比共焦長,能量較低,但穿透能力較強(qiáng);2)雙光子顯微鏡沒有小孔,提高了檢測效率;3)雙光子顯微鏡成像深度較快提高。那么,為什么雙光子能具有共焦顯微鏡所沒有的優(yōu)勢呢?原因是它采用雙光子激發(fā)方式。使用波長較長的激發(fā)光子,光子的能量較低,因此電子需要吸收兩個這樣的激發(fā)光子才能達(dá)到激發(fā)態(tài),從而釋放出一個熒光光子。因此,熒光信號的強(qiáng)度與光強(qiáng)的平方成正比。因為焦點處的光強(qiáng)較大,只能在焦點處激發(fā)熒光。波長越長,穿透力越強(qiáng),因此雙光子顯微鏡的成像深度大于共焦顯微鏡。由于兩個光子只在焦點激發(fā)熒光,不需要小孔,而是將所有的熒光都收集起來,提高了檢測效率。三光子顯微鏡的原理類似于雙光子顯微鏡,利用三個激發(fā)光子可以實現(xiàn)更深的成像深度。由于使用了更長的激發(fā)波長,穿透能力更強(qiáng),成像深度更大。此外,由于較強(qiáng)的非線性效應(yīng),熒光信號的強(qiáng)度與光強(qiáng)的立方成正比,因此比雙光子具有更低的非聚焦激發(fā)和背景噪聲。
多光子顯微鏡的前景巨大 作為一個多學(xué)科交叉、知識密集、資金密集的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),多光子顯微鏡涉及醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科,生產(chǎn)工藝相對復(fù)雜,進(jìn)入門檻較高,是衡量一個國家制造業(yè)和高科技發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。過去的5年,多光子顯微鏡市場集中,由于投產(chǎn)生產(chǎn)的成本較高,技術(shù)難度大,目前涌現(xiàn)的新企業(yè)不多。顯微鏡作為一個傳統(tǒng)的高科技行業(yè),其作用至今沒有被其他技術(shù)顛覆,只是不斷融合并發(fā)展相關(guān)技術(shù),在醫(yī)療和其他精密檢測領(lǐng)域發(fā)揮著更大的作用。顯微鏡的商業(yè)化發(fā)展已進(jìn)入成熟期,主要需求來自教學(xué)、生命科學(xué)的研究及精密檢測等,全球市場呈現(xiàn)平緩的增長態(tài)勢。然而,**、、顯微鏡產(chǎn)品(如多光子顯微鏡、電子顯微鏡)正拉動市場需求,多光子顯微鏡市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?中國市場多光子顯微鏡產(chǎn)量、消費量、進(jìn)出口分析及未來趨勢。
多光子激發(fā)的特點。激發(fā)波長∶兩個或多個光子同時激發(fā),激發(fā)波長是單光子激發(fā)波長的兩倍或多倍(i.e.紅光能激發(fā)UV探針)。多光子激發(fā)∶依賴于多個光子同時到達(dá)的時間。使用脈沖飛秒激光器(i.e.10-16 seconds),且能提供更高的峰值功率。熒光限制在焦點處,能滿足多個光子同時達(dá)到產(chǎn)生多光子吸收。熒光強(qiáng)度正比于(激光強(qiáng)度)n。為什么使用飛秒激光器?多光子激發(fā)需要超快的激光器,皮秒脈沖不能實現(xiàn)三光子激發(fā)。深度成像需要更高、更窄脈沖輸出功率。多光子激發(fā)光源處于近紅外區(qū),對細(xì)胞毒性和光漂白更小。多光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。美國在體多光子顯微鏡配置
多光子激光掃描顯微鏡是建立在激光掃描顯微鏡技術(shù)基礎(chǔ)上的實驗方法,三維觀察上提供更的光學(xué)切片能力。美國清醒動物多光子顯微鏡成像區(qū)域
因斯蔻浦(上海)生物科技有限公司 雙光子顯微鏡的基本原理是: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,在經(jīng)過一個很短的所謂激發(fā)態(tài)壽命的時間后,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。雙光子激發(fā)需要很高的光子密度,為了不損傷細(xì)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,其脈沖寬度只有 100 飛秒,而其周期可以達(dá)到 80至100兆赫茲。在使用高數(shù)值孔徑的物鏡將脈沖激光的光子聚焦時,物鏡的焦點處的光子密度是比較高的,雙光子激發(fā)只發(fā)生在物鏡的焦點上,所以雙光子顯微鏡不需要共聚焦***,提高了熒光檢測效率。美國清醒動物多光子顯微鏡成像區(qū)域