生物樣品的三維觀察是了解細胞功能的重要方法之一。目前已有的三維熒光成像技術(shù)有光學顯微鏡、點陣照明和激光掃描顯微鏡(如共焦顯微鏡和雙光子顯微鏡)。其中,激光掃描顯微鏡利用轉(zhuǎn)盤可以進行多焦點激光掃描,提高了時間分辨率,有利于減少活細胞成像中的光損傷。本文主要實現(xiàn)可見光雙光子激發(fā)和多焦點激光掃描的結(jié)合,**終提高三維延遲掃描中的空間分辨率和成像對比度,這也是可見光雙光子激發(fā)(v2PE)在超高分辨率顯微鏡中的應(yīng)用。雙光子顯微鏡的原理是什么?ultima2PPLUS雙光子顯微鏡授權(quán)商
而配合了雙光子激發(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,從而被光探頭接收,從而達到逐點掃描的效果。進口ultima2PPLUS雙光子顯微鏡供應(yīng)商聯(lián)系方式雙光子顯微鏡能夠進行光裂解、光轉(zhuǎn)染和光損傷等光學操縱。
雙光子的來源:飛秒激光的雙光子吸收理論早在1931年就由諾貝爾獎獲得者MariaGoeppertMayer提出,并在30年后因為激光而得到實驗驗證,但WinfriedDenk用了近30年才發(fā)明了雙光子顯微鏡。要理解雙光子的技術(shù)挑戰(zhàn)和飛秒激光發(fā)揮的重要作用,首先要理解非線性過程。雙光子吸收相當于和頻產(chǎn)生的非線性過程,需要極高的電場強度,電場取決于聚焦光斑的大小和激光脈沖寬度。聚焦光斑越小,脈沖寬度越窄,雙光子吸收效率越高。對于衍射極限顯微鏡,聚焦在樣品上的光斑大小只與物鏡NA和激光波長有關(guān),所以關(guān)鍵變量只有激光脈沖寬度。基于以上分析,能夠輸出高重復率(100MHz)的超短脈沖(100fs量級)的飛秒激光已經(jīng)成為雙光子顯微鏡的標準激發(fā)光源。這再次顯示了雙光子顯微鏡的優(yōu)勢:雙光子吸收只能在焦平面形成,而在焦平面之外,由于光強較低,無法激發(fā),所以雙光子成像更清晰。
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。雙光子顯微鏡明日之星--FemtoFiber ultra 920 。
有了雙光子激發(fā)技術(shù),激光共聚掃描顯微鏡可以發(fā)揮更好的作用。那么,什么是雙光子激發(fā)技術(shù)呢?在光子密度較高的情況下,熒光分子可以同時吸收兩個波長較長的光子,使電子躍遷到更高的能級。短時間后,電子跳回到較低的能級,發(fā)出波長為長波長一半的光子(P=h/λ)。利用這個原理,雙光子激發(fā)技術(shù)誕生了。雙光子顯微鏡使用長波長脈沖激光通過物鏡會聚。由于雙光子激發(fā)需要很高的光子密度,物鏡焦點處的光子密度比較高,所以雙光子激發(fā)只能發(fā)生在焦點處產(chǎn)生熒光,該點產(chǎn)生的熒光穿過物鏡,被光學探頭接收,從而達到逐點掃描的效果。雙光子顯微鏡使用方法是什么?國內(nèi)雙光子顯微鏡成像原理
雙光子顯微鏡在生物醫(yī)學研究中有廣泛的應(yīng)用,可以觀察細胞內(nèi)的亞細胞結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)分布、細胞活動等。ultima2PPLUS雙光子顯微鏡授權(quán)商
共聚焦顯微可以呈現(xiàn)這么漂亮的圖像,是不是什么樣品都可以用共聚焦顯微鏡拍拍拍.....得到各種各樣清晰漂亮的圖像呢?答案是否定的,任何事物都有優(yōu)缺點,何況一臺儀器呢,共聚焦顯微鏡也是有自己的局限,共聚焦有哪些局限呢:1.共聚焦顯微鏡只能拍攝約200um以內(nèi)的的樣品,對于厚的或者樣品不能進拍攝;2.共聚焦顯微鏡由于是逐點進行掃描,對樣品的光毒性還是比較大的,特別是拍攝活細胞樣品時就更容易對樣品進行淬滅;3.由于光照射的區(qū)域幾乎能通過這個Z軸的層面,所以對于空間定點光刺激的實驗定點位置就不是特別精確;并且激光共聚焦顯微鏡沒有純紫外進行激發(fā),對于一些特殊激發(fā)波長的實驗,效率非常低。ultima2PPLUS雙光子顯微鏡授權(quán)商