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国外ultima双光子显微镜用途

来源: 发布时间:2024年10月13日

有了双光子激发技术,激光共聚扫描显微镜可以发挥更好的作用。那么,什么是双光子激发技术呢?在光子密度较高的情况下,荧光分子可以同时吸收两个波长较长的光子,使电子跃迁到更高的能级。短时间后,电子跳回到较低的能级,发出波长为长波长一半的光子(P=h/λ)。利用这个原理,双光子激发技术诞生了。双光子显微镜使用长波长脉冲激光通过物镜会聚。由于双光子激发需要很高的光子密度,物镜焦点处的光子密度比较高,所以双光子激发只能发生在焦点处产生荧光,该点产生的荧光穿过物镜,被光学探头接收,从而达到逐点扫描的效果。双光子显微镜已延伸到各个领域研究中,它能对样品进行三维观察。国外ultima双光子显微镜用途

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美国霍华德·休斯医学研究所在JaneliaFarmResearchCampus的吉娜博士小组与来自中科院上海光机所强场激光物理国家重点实验室的王琛博士较近成功将一种新的自适应光学的方法和双光子显微镜结合,研制出一种新的自适应光学双光子荧光显微镜。通过校正小鼠大脑的像差,在视觉皮层的不同深度处均获得了提高数倍的成像分辨率和信号强度,明显改进了成像质量,使得原来在鼠脑中不可见或者模糊的细节变得清晰可见,她们成功将该方法应用于老鼠视觉皮层第五层(约500µm)的形貌结构成像和钙离子功能成像。这一新的自适应光学方法,使得在小鼠深层区域成像中获得近衍射极限的成像分辨率成为现实。这一成果发表在较新一期的《NatureMethods》。美国激光荧光双光子显微镜光刺激于双光子激发需要两个光子同时到达,因此只有在焦点附近的样品区域才会激发,从而实现三维成像和高分辨率。

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在深度组织中以较长时间对活细胞成像,双光子显微镜是当前之选。双光子和共聚焦显微镜都是通过激光激发样品中的荧光标记,使用探测器测量被激发的荧光。但是,共聚焦一般使用单模光纤耦合激光器,通过单光子激发荧光,而双光子使用飞秒激光器,通过几乎同时吸收两个长波光子激发荧光。下面是两种技术的对比图。双光子激发荧光的主要优势:双光子比共聚焦使用的更长的波长,所以对组织的损伤更小且穿透更深。共聚焦的成像深度一般为100微米,双光子则能达到250到500微米,甚至超过1毫米。另外,同时吸收两个光子意味只有较强度聚焦点处能被激发,所以不会损伤焦平面之外的组织,并且生成更清晰的图像。

n掺杂可以明显影响碳点(CDs)的发射和激发特性,使双光子碳点(TP-CDs)具有本征双光子激发特性和605nm红光发射特性。在638nm激光的照射下,除了长波激发和发射外,还能产生活性氧,这为光动力技术提供了极大的可能性。更重要的是,各种表征和理论模拟证实了掺杂诱导的N杂环在TP-CDs与RNA的亲和力中起着关键作用。这种亲和力不仅可以实现核仁特异性的自我靶向,还可以通过ROS断裂RNA链来解离TP-CDs@RNA复合物,从而在治疗过程中产生荧光变化。TP-CDs结合了ROS产生的能力、PDT过程中的荧光变化、长波激发和发射特性以及核仁特异性自靶向性,因此可以认为是一种实时处理核仁动态变化的智能CDs。双光子显微镜还可以对一些具有双光子特性的染料细胞进行特定实验;

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随着技术的发展,双光子显微镜的性能得到不断地优化,结合它的特点,大致可以分成深和活两个方面的提升。要想让激发激光进入更深的层面,大致可从两个方面入手,装置优化与标本改造。关于装置优化,我们可以把激光束变得更细,使能量更加集中,就能让激光穿透更深。关于标本,其中影响光传播的主要是物质吸收和散射,解决这个问题,我们需要对样本进行透明化处理。一种方法是运用某种物质将标本浸泡,使其中的物质(主要是脂质)被破坏或溶解。另一种方法是运用电泳将脂质电解,让标本“透明度”提高。双光子显微镜在组织透明化成像中应用。进口investigator双光子显微镜的原理

双光子显微镜的基本原理是:在高光子密度的情况下,荧光分子可以同时吸收 2 个长波长的光子。国外ultima双光子显微镜用途

双光子荧光显微镜是结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术的一种新技术。双光子激发的基本原理是:在高光子密度的情况下,荧光分子可以同时吸收2个长波长的光子,在经过一个很短的所谓激发态寿命的时间后,发射出一个波长较短的光子;其效果和使用一个波长为长波长一半的光子去激发荧光分子是相同的。双(多)光子成像优势在于,具有更深的组织穿透深度,利用红外光,能够在层面检测极限达1mm的组织区域;因信号背景比高,而具有更高的对比度;因激发体积小,具有定点激发的特性,具有更少的光毒性;激发波长由紫外、可见光调整为红外激发,使其能够更加安全。国外ultima双光子显微镜用途