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美國(guó)靈長(zhǎng)類多光子顯微鏡系統(tǒng)

來源: 發(fā)布時(shí)間:2024-11-09

多光子激發(fā)在紫外成像的優(yōu)勢(shì)在可見光脈沖中能得到紫外衍射的顯微觀察像。即使不使用紫外域光源、光學(xué)元件用可見光源、光學(xué)元件就能得到紫外光激勵(lì)的高空間分辨率圖像。多光子在生物成像中的優(yōu)勢(shì)在生物顯微鏡觀察方面,較早考慮的是不損壞生物本身的活性狀態(tài),維持水分、離子濃度、氧和養(yǎng)分的流通。在光觀察場(chǎng)合,無論是熱還是光子能量方面都必須停留在細(xì)胞不受損傷的照射量、光能量?jī)?nèi)。多光子顯微鏡則能夠滿足此,而且還具有很多優(yōu)點(diǎn)。如三維分辨率、深度侵入、在散射效率、背景光、信噪比、控制等方面,均有以往激光顯微鏡不具備,或具有無法比擬的超越特性。多光子顯微鏡,提高醫(yī)學(xué)病理診斷的準(zhǔn)確性和效率。美國(guó)靈長(zhǎng)類多光子顯微鏡系統(tǒng)

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2020年,TonmoyChakraborty等人提出了一種加快2PM軸向掃描速度的方法[2]。在光學(xué)顯微鏡中,物鏡或樣品的緩慢軸向掃描速度限制了體積成像的速度。近年來,通過使用遠(yuǎn)程聚焦技術(shù)或電可調(diào)諧透鏡(ETL)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了快速軸向掃描;但是,遠(yuǎn)程聚焦中反射鏡的機(jī)械驅(qū)動(dòng)會(huì)限制軸向掃描速度,ETL會(huì)引入球面像差和更高階像差,從而無法進(jìn)行高分辨率成像。為了克服這些局限性,該組引入了一種新穎的光學(xué)設(shè)計(jì),能將橫向掃描轉(zhuǎn)換為可用于高分辨率成像的無球差的軸向掃描。該設(shè)計(jì)有兩種實(shí)現(xiàn)方式,第一種能夠執(zhí)行離散的軸向掃描,另一種能夠進(jìn)行連續(xù)的軸向掃描。具體裝置如圖3a所示,由兩個(gè)垂直臂組成,每個(gè)臂中都有一個(gè)4F望遠(yuǎn)鏡和一個(gè)物鏡。遠(yuǎn)程聚焦臂包含一個(gè)檢流掃描鏡(GSM)和一個(gè)空氣物鏡(OBJ1),另一個(gè)臂(稱為照明臂)由一個(gè)水浸物鏡(OBJ2)構(gòu)成。將這兩個(gè)臂對(duì)齊,以使GSM與兩個(gè)物鏡的后焦平面共軛。準(zhǔn)直的激光束被偏振分束器反射到遠(yuǎn)程聚焦臂中,GSM對(duì)其進(jìn)行掃描,進(jìn)而使得OBJ1產(chǎn)生的激光焦點(diǎn)進(jìn)行橫向掃描。激光掃描多光子顯微鏡層析成像滔博生物多光子顯微鏡是一種高級(jí)的顯微鏡技術(shù).

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從產(chǎn)品類型及技術(shù)方面來看,正置顯微鏡占據(jù)絕大多數(shù)市場(chǎng)。2020年,全球多光子激光掃描正置顯微鏡市場(chǎng)達(dá)到87.30百萬美元,預(yù)計(jì)到2027年該部分市場(chǎng)將達(dá)到154.02百萬美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(2021-2027)為8.48%。中國(guó)多光子激光掃描正置顯微鏡市場(chǎng)達(dá)到13.32百萬美元,預(yù)計(jì)到2027年該部分市場(chǎng)將達(dá)到25.21百萬美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(2021-2027)為9.58%。從產(chǎn)品市場(chǎng)應(yīng)用情況來看,研究機(jī)構(gòu)為主要應(yīng)用領(lǐng)域,2020年約占全球市場(chǎng)46.28%。2020年,全球多光子激光掃描顯微鏡研究機(jī)構(gòu)應(yīng)用消費(fèi)量為174臺(tái),預(yù)計(jì)2027年達(dá)到349臺(tái),2021-2027年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為9.72%。

SternandJeanMarx在評(píng)論中說:祖家能夠在更為精細(xì)的層次研究樹突的功能,這在以前是完全不可能的。新的技術(shù)(如腦片的膜片鉗和雙光子顯微使人們對(duì)樹突的計(jì)算和神經(jīng)信號(hào)處理中的作用有了更好的理解。他們解釋了是樹突模式和形狀多樣性,及其獨(dú)特的電、及其獨(dú)特的電化學(xué)特征使神經(jīng)元完成了一系列的專門任務(wù)。雙光子與共聚焦在發(fā)育生物學(xué)中的應(yīng)用雙光子∶每2.5分鐘掃描一次,觀察24小時(shí),發(fā)育到桑椹胚和胚泡階段共聚焦∶每15分鐘掃描一次,觀察8小時(shí)后細(xì)胞分裂停止,不能發(fā)育到桑椹胚和胚泡階段共聚焦激發(fā)時(shí)的細(xì)胞存活率為多光子系統(tǒng)的10~20%。多光子顯微鏡,助力科研人員深入探索生命科學(xué)的奧秘。

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隨著生物分子光學(xué)標(biāo)記技術(shù)的不斷進(jìn)步,光學(xué)技術(shù)在揭示生命活動(dòng)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(xué)診療提供了更多、更有效的手段。生物醫(yī)學(xué)光學(xué)是近年來受到國(guó)際光學(xué)界和生物醫(yī)學(xué)界關(guān)注的研究熱點(diǎn),在生物活檢、光動(dòng)力、細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能檢測(cè)、基因表達(dá)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(duì)大腦活動(dòng)與功能進(jìn)行多層面的研究。細(xì)胞重大生命活動(dòng)(包括細(xì)胞增殖、分化、凋亡及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo))的發(fā)生和調(diào)節(jié)是通過生物大分子間(如蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-核酸等)相互作用來實(shí)現(xiàn)的。蛋白質(zhì)作為基因調(diào)控的產(chǎn)物,與細(xì)胞和機(jī)體生理過程代謝直接相關(guān),深入研究基因表達(dá)及蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用不僅能揭示生命活動(dòng)的基本規(guī)律,同時(shí)也能深入了解疾病發(fā)生的分子機(jī)理,進(jìn)而為尋找更有效的藥物分子、提高藥物篩選和藥物設(shè)計(jì)的效率提供新的方法和思路。由于光的波長(zhǎng)有限,光子顯微鏡的分辨率受到限制,無法觀察到更小的結(jié)構(gòu)和細(xì)胞器。美國(guó)熒光多光子顯微鏡實(shí)驗(yàn)

生產(chǎn)和消費(fèi)的角度分析多光子顯微鏡的主要生產(chǎn)地區(qū)、主要消費(fèi)地區(qū)以及主要的生產(chǎn)商。美國(guó)靈長(zhǎng)類多光子顯微鏡系統(tǒng)

Ca2+是重要的第二信使,對(duì)于調(diào)節(jié)細(xì)胞的生理反應(yīng)具有極其重要的作用,開發(fā)和利用雙光子熒光顯微成像技術(shù)對(duì)Ca2+熒光信號(hào)進(jìn)行觀測(cè),可以從某些方面對(duì)有機(jī)體或細(xì)胞的變化機(jī)制進(jìn)行分析,具有重要的意義。利用雙光子熒光顯微成像技術(shù)可以觀察細(xì)胞內(nèi)用熒光探針標(biāo)記的Ca2*的時(shí)間和空間的熒光圖像的變化,還可以觀察細(xì)胞某一層面或局部的(Ca2+)熒光圖像和變化。通過對(duì)單細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn),Ca2+不僅在細(xì)胞局部區(qū)域間的分布是不均勻的,而且細(xì)胞內(nèi)各局部區(qū)域的不同深度或?qū)哟伍g也存在不同程度的Ca2+梯差即所謂的空間Ca2梯差。美國(guó)靈長(zhǎng)類多光子顯微鏡系統(tǒng)