世界多光子激光掃描顯微鏡產業(yè)主要布局在德國和日本,德國是以徠卡顯微系統(tǒng)和蔡司為,而日本以尼康和奧林巴斯公司為,2020年,上述企業(yè)占據著世界多光子激光掃描顯微鏡市場64.44%的市場份額,其發(fā)展戰(zhàn)略左右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在增長,中國市場這方面的需求增長更快,未來五年多光子激光掃描顯微鏡市場的發(fā)展在中國將具有很大的發(fā)展?jié)摿Α鴥蕊@微鏡制造市場目前斷層嚴重。目前我國顯微鏡行業(yè)發(fā)展缺乏技術沉淀,20年以上經營積累的企業(yè)十分稀缺,深度精密制造、光學重要部件設計及工藝嚴重制約產業(yè)升級。目前中國顯微鏡中如多光子顯微鏡、共聚焦掃描和電子顯微鏡等主要集中在徠卡顯微系統(tǒng)、蔡司、尼康、奧林巴斯等國外企業(yè)。國內具備生產顯微鏡能力的企業(yè)屈指可數,若國內顯微鏡企業(yè)能打破技術壁壘,切入顯微鏡市場,企業(yè)的生產經營將騰躍至一個更高的格局。更多關于多光子顯微鏡的信息有哪些?激光掃描多光子顯微鏡應用
雙光子熒光顯微成像主要有以下優(yōu)點:a.光損傷小:雙光子熒光顯微以可見光或近紅外光為激發(fā)光,對細胞和組織的光損傷小,適合長期研究;b.穿透力強:與紫外光、可見光或近紅外光相比,穿透力強,可用于生物樣品的深入研究;c.高分辨率:由于雙光子吸收截面很小P,熒光只能在焦平面很小的區(qū)域激發(fā),雙光子吸收被限制在焦點λ左右的體積內;d.漂白區(qū)域很小,焦點外不發(fā)生漂白。E.高熒光收集率與共焦成像相比,雙光子成像不需要濾光片,提高了熒光收集率。采集效率的提高直接導致圖像對比度的提高。F.對探測光路要求低。由于激發(fā)光和發(fā)射熒光的波長差越來越大,加上自發(fā)三維濾波效應,多光子顯微鏡對光路采集系統(tǒng)的要求遠低于單光子共焦顯微鏡,光學系統(tǒng)也相對簡單。G.適用于多標簽復合測量許多染料熒光探針的多光子激發(fā)光譜比單光子激發(fā)光譜更寬,從而可以用單一波長的激發(fā)光同時激發(fā)多種染料,獲得同一生命現象的不同信息,便于相互比較和補充。激光掃描多光子顯微鏡應用滔博生物多光子顯微鏡廣應用于生命科學、生物醫(yī)學和材料科學領域!
繼首代小型化雙光子顯微鏡在國際上獲得小鼠自由行為過程中大腦神經元和突觸的動態(tài)圖像后,我們成功研制了第二代小型化雙光子顯微鏡。它具有更大的成像視野和三維成像能力,可以清晰穩(wěn)定地對自由活動小鼠三維腦區(qū)的數千個神經元進行成像,實現對同一批神經元的一個月追蹤記錄。通過對微光學系統(tǒng)的重新設計系統(tǒng)的。微物鏡工作距離延長至1mm,實現無創(chuàng)成像。內嵌可拆卸的快速軸向掃描模塊,可采集深度180微米的3D體成像和多平面快速切換的實時成像。該掃描模塊由一個快速的電動變焦透鏡和一對中繼透鏡組成,在不同深度成像時可保持放大倍率恒定。其變焦模塊重量,研究人員可根據實驗需求自由拆卸。此外,新版微型化成像探頭可整體即時拔插,極大地簡化了實驗操作,避免了長周期實驗時對動物的干擾。在重復裝卸探頭同一批神經元時,視場旋轉角小于,邊界偏差小于35微米。
2020年,TonmoyChakraborty等人提出了加速2PM軸向掃描速度的方法[2]。在光學顯微鏡中,物鏡或樣品緩慢的軸向掃描速度限制了體成像的速度。近年來,通過使用遠程聚焦技術或電調諧透鏡(ETL)已經實現了快速軸向掃描。但遠程對焦時對反射鏡的機械驅動會限制軸向掃描速度,ETL會引入球差和高階像差,無法進行高分辨率成像。為了克服這些限制,該小組引入了一種新的光學設計,可以將橫向掃描轉換為無球面像差的軸向掃描,以實現高分辨率成像。有兩種方法可以實現這種設計。***個可以執(zhí)行離散的軸向掃描,另一個可以執(zhí)行連續(xù)的軸向掃描。如圖3a所示,特定裝置由兩個垂直臂組成,每個臂具有4F望遠鏡和物鏡。遠程聚焦臂由振鏡掃描鏡(GSM)和空氣物鏡(OBJ1)組成,另一個臂(稱為照明臂)由浸沒物鏡(OBJ2)組成。兩個臂對齊,使得GSM與兩個物鏡的后焦平面共軛。準直后的激光束經偏振分束器反射進入遠程聚焦臂,由GSM進行掃描,使OBJ1產生的激光焦點可以進行水平掃描。由于雙光子激發(fā)的特性,它可以獲得比傳統(tǒng)顯微鏡更高的分辨率。
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,而其周期可以達到 80至100兆赫茲。在使用高數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。多光子顯微鏡-適用于各行各業(yè)的觀察需求。美國清醒動物多光子顯微鏡暗場成像
高精度、低損傷、高速掃描,多光子顯微鏡為科研工作提供強大支持。激光掃描多光子顯微鏡應用
有許多方法可以實現快速光柵掃描,例如使用振鏡進行快速2D掃描,以及將振鏡與可調電動透鏡相結合進行快速3D掃描。而可調電動式鏡頭由于機械慣性的限制,無法在軸向快速切換焦點,影響成像速度?,F在它可以被空間光調制器(SLM)取代。遠程對焦也是實現3D成像的一種手段,如圖2所示。LSU模塊中,掃描振鏡水平掃描,ASU模塊包括物鏡L1和反射鏡M,通過調整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,還可以進行快速軸向掃描。為了獲得更多的神經元成像,可以通過調整顯微鏡的物鏡設計來放大FOV。然而,大NA和大FOV的物鏡通常很重,不能快速移動以進行快速軸向掃描,因此大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應用