多光子顯微鏡通過引入具有超高透射率、非常陡峭的邊緣和精心優(yōu)化的阻擋的濾光片,為多光子用戶帶來了增強的性能??紤]到激發(fā)激光器和多光子成像系統(tǒng)的其他復雜元件通常需要多少投資,這些新的光學濾光片**了一種簡單且廉價的升級,可以顯著提高系統(tǒng)性能。事實上,與傳統(tǒng)濾光片的褐**調(diào)相比,發(fā)射濾光片看起來像窗戶玻璃一樣清晰,而且LWP二向色鏡具有如此寬的反射帶,它們看起來像高反射鏡。發(fā)射濾光片還在Ti:Sapphire激光調(diào)諧范圍內(nèi)提供深度阻擋,這對于實現(xiàn)高信噪比和測量靈敏度至關(guān)重要。滔博生物-三維顯微鏡-適用于各行各業(yè)的觀察需求!Ultima 2P Plus多光子顯微鏡暗場成像
多光子顯微鏡的前景巨大作為一個多學科交叉、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、生物學、化學、物理學、電子學、工程學等學科,生產(chǎn)工藝相對復雜,進入門檻較高,是衡量一個國家制造業(yè)和高科技發(fā)展水平的重要標準之一。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)展已進入成熟期,主要需求來自教學、生命科學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C绹剪斂硕喙庾语@微鏡價格多少利用多光子顯微鏡的光遺傳學操作能力,我們可以對某類神經(jīng)元的ji活和失活進行高精度的操作。
多光子顯微優(yōu)點:☆光損傷?。河捎陔p光子顯微鏡使用的是可見光或近紅外光作為激發(fā)光源,這一波段的光對細胞和組織的光損傷小,適用于長時間的研究;☆穿透能力強:相對于紫外光,可見光和近紅外光都具有更強的穿透能力,因而受生物組織散射的影響更小,解決對生物組織中深層物質(zhì)的層析成像研究問題;☆高分辨率:由于雙光子吸收截面很小,只有在焦平面很小的區(qū)域內(nèi)可以激發(fā)出熒光,雙光子吸收*局限于焦點處的體積約為波長3次方的范圍內(nèi);☆漂白區(qū)域?。河捎诩ぐl(fā)只存在于交點處,所以焦點以外的區(qū)域都不會發(fā)生光漂白現(xiàn)象;☆熒光收集率高:與共聚焦成像相比,雙光子成像不需要光學濾波器,這樣就提高了對熒光的收集率,而收集率的提高直接導致圖像對比度的提高;☆圖像對比度高:由于熒光波長小于入射波長,因而瑞利散射產(chǎn)生的背景噪聲只有單光子激發(fā)時的1/16,降低了散射的干擾;☆光子躍遷具有很強的選擇激發(fā)性,所以可以對生物組織中一些特殊物質(zhì)進行成像研究;☆避免組織自發(fā)熒光的干擾,獲得較強的樣品熒光:生物組織中的自發(fā)熒光物質(zhì)的激發(fā)波長一般在350~560nm范圍內(nèi),采用近紅外或紅外波段的激光作為光源,能**降低生物組織對激發(fā)光吸收。
快速光柵掃描有多種實現(xiàn)方式,使用振鏡進行快速2D掃描,將振鏡和可調(diào)電動透鏡結(jié)合在一起進行快速3D掃描,但可調(diào)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(xiàn)可使用空間光調(diào)制器(SLM)代替。遠程聚焦也是一種實現(xiàn)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(diào)控M的位置實現(xiàn)軸向掃描。該技術(shù)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(jīng)元成像,可以通過調(diào)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(diào)電動透鏡。雙光子顯微鏡采用長波長激發(fā)。
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;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,熒光信號的強度與光強的平方成正比。因為焦點處的光強較大,只能在焦點處激發(fā)熒光。波長越長,穿透力越強,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,成像深度更大。此外,由于較強的非線性效應,熒光信號的強度與光強的立方成正比,因此比雙光子具有更低的非聚焦激發(fā)和背景噪聲。滔博生物多光子顯微鏡是一種高級的顯微鏡技術(shù).美國全自動多光子顯微鏡三維分辨率
多光子顯微鏡,提高醫(yī)學病理診斷的準確性和效率。Ultima 2P Plus多光子顯微鏡暗場成像
根據(jù)阿貝成像原理,許多光學成像系統(tǒng)是一個低通濾波器,物平面包含從低頻到高頻的信息,透鏡口徑會限制高頻信息通過,只允許一定的低頻通過,因此丟失了高頻信息會使成像所得圖像的細節(jié)變模糊,降低分辨率。對于三維成像來說,寬場照明時得到的信息不僅包含物鏡焦平面上樣品的部分信息,同時還包含焦平面外的樣品信息。由于受到焦平面外的信息干擾,常規(guī)熒光顯微鏡無法獲得層析圖像。三維結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡能夠提高分辨率、獲得層析圖像,是因為利用特定結(jié)構(gòu)的照明光能引入樣品的高頻信息,當結(jié)構(gòu)光的空間頻率足夠高時,只有靠近焦面的部分才能被結(jié)構(gòu)光調(diào)制,超出這一區(qū)域,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蛘彰?,也就是只有焦面附近的有限區(qū)域具有相對完整的頻譜信息,離焦后,高頻信息迅速衰減,所以使用高頻結(jié)構(gòu)光照明可以區(qū)分焦面和離焦區(qū)域來獲得層析圖像。然后再通過軸向掃描可以獲取樣品不同深度的焦面圖像,重建樣品的三維結(jié)構(gòu)。Ultima 2P Plus多光子顯微鏡暗場成像