在生物成像中,我司多光子顯微鏡具有清(清晰),快(快速),深(深層),活這四個(gè)方面。結(jié)合了多光子上轉(zhuǎn)化材料以及時(shí)間編碼的結(jié)構(gòu)光超分辨技術(shù),實(shí)現(xiàn)了快速(50MHz的掃描速度),超分辨(超衍射極限)成像。作為一種新的高速,超高分辨率的成像系統(tǒng),MUTE-SIM可以幫助我們對快速運(yùn)動(dòng)的生物圖像進(jìn)行分辨率高的成像。盡管關(guān)于深度成像的應(yīng)用我們沒有進(jìn)一步展示,但是結(jié)合1560nm近紅外光相對于可見光更佳的穿透性,我們相信該技術(shù)將有利于對生物組織進(jìn)行高速,超分辨,高深度地成像,有助于生物影像學(xué)的發(fā)展。滔博生物TOP-Bright是一家集研發(fā),生產(chǎn),銷售于一體的專注于神經(jīng)科學(xué)產(chǎn)品及致力于向高校、科研機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域...
快速光柵掃描有多種實(shí)現(xiàn)方式,使用振鏡進(jìn)行快速2D掃描,將振鏡和可調(diào)電動(dòng)透鏡結(jié)合在一起進(jìn)行快速3D掃描,但可調(diào)電動(dòng)透鏡由于機(jī)械慣性的限制在軸向無法快速進(jìn)行焦點(diǎn)切換,影響成像速度,現(xiàn)可使用空間光調(diào)制器(SLM)代替。遠(yuǎn)程聚焦也是一種實(shí)現(xiàn)3D成像的手段,如圖2所示。在LSU模塊中,掃描振鏡進(jìn)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(shí)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(xué)像差,還可以進(jìn)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(shè)計(jì)來擴(kuò)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(dòng)以進(jìn)行快速軸向掃描,因此大型FOV系統(tǒng)需要依賴...
現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和科技的進(jìn)步,特別是隨著后基因組時(shí)代的到來,人們已經(jīng)能夠根據(jù)需要建立各種細(xì)胞模型,為在體研究基因表達(dá)規(guī)律、分子間的相互作用、細(xì)胞的增殖、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、誘導(dǎo)分化、細(xì)胞凋亡以及新的血管生成等提供了良好的生物學(xué)條件。然而,盡管人們利用現(xiàn)有的分子生物學(xué)方法,已經(jīng)對基因表達(dá)和蛋白質(zhì)之間的相互作用進(jìn)行了深入、細(xì)致的研究,但仍然不能實(shí)現(xiàn)對蛋白質(zhì)和基因活動(dòng)的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測。在細(xì)胞的生理過程中,基因、尤其是蛋白質(zhì)的表達(dá)、修飾和相萬作用往往發(fā)生可逆的、動(dòng)態(tài)的變化。目前的分子生物學(xué)方法還不能捕獲到蛋白質(zhì)和基因的這些變化,但獲取這些信息對與研究基因的表達(dá)和蛋白質(zhì)之間的相互作用又至關(guān)重要。因...
根據(jù)阿貝成像原理,許多光學(xué)成像系統(tǒng)是一個(gè)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(xì)節(jié)變模糊,降低分辨率。對于三維成像來說,寬場照明時(shí)得到的信息不僅包含物鏡焦平面上樣品的部分信息,同時(shí)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?yàn)槔锰囟ńY(jié)構(gòu)的照明光能引入樣品的高頻信息,當(dāng)結(jié)構(gòu)光的空間頻率足夠高時(shí),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...
現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和科技的進(jìn)步,特別是隨著后基因組時(shí)代的到來,人們已經(jīng)能夠根據(jù)需要建立各種細(xì)胞模型,為在體研究基因表達(dá)規(guī)律、分子間的相互作用、細(xì)胞的增殖、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、誘導(dǎo)分化、細(xì)胞凋亡以及新的血管生成等提供了良好的生物學(xué)條件。然而,盡管人們利用現(xiàn)有的分子生物學(xué)方法,已經(jīng)對基因表達(dá)和蛋白質(zhì)之間的相互作用進(jìn)行了深入、細(xì)致的研究,但仍然不能實(shí)現(xiàn)對蛋白質(zhì)和基因活動(dòng)的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測。在細(xì)胞的生理過程中,基因、尤其是蛋白質(zhì)的表達(dá)、修飾和相萬作用往往發(fā)生可逆的、動(dòng)態(tài)的變化。目前的分子生物學(xué)方法還不能捕獲到蛋白質(zhì)和基因的這些變化,但獲取這些信息對與研究基因的表達(dá)和蛋白質(zhì)之間的相互作用又至關(guān)重要。因...
我們要指出的是,單光子激發(fā)熒光和雙光子激發(fā)熒光,是從熒光產(chǎn)生的機(jī)理上來區(qū)分的。而共焦則是熒光顯微鏡的一種結(jié)構(gòu),其目的是為了,通過共焦結(jié)構(gòu),提高整個(gè)熒光顯微鏡的空間分辨率。所以共焦熒光顯微鏡可以根據(jù)激發(fā)光源的不同,實(shí)現(xiàn)單光子共焦熒光成像或者雙光子共焦熒光成像。往往一個(gè)普通的雙光子熒光顯微鏡(沒有共焦結(jié)構(gòu))其空間分辨率也可以達(dá)到單光子共焦熒光顯微鏡的水平。這樣就可以簡化整個(gè)系統(tǒng),相對來說,就提高了激發(fā)光源的利用率,以及熒光的探測效率,這個(gè)也是我們提倡雙光子熒光成像的原因之一。雙光子熒光共焦顯微鏡由于雙光子效應(yīng)和共焦結(jié)構(gòu),分辨率則會更高,而我們通常說的共焦顯微鏡都是指單光子激發(fā)熒光的。OCT可以用于...
雙光子熒光顯微成像主要有以下優(yōu)點(diǎn):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(xì)胞和組織的光損傷小,適合長期研究;b.穿透力強(qiáng):與紫外光、可見光或近紅外光相比,穿透力強(qiáng),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(diǎn)λ左右的體積內(nèi);d.漂白區(qū)域很小,焦點(diǎn)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(dǎo)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(yīng),多光子顯微鏡對光路采集系統(tǒng)的要求遠(yuǎn)低于單光子共焦...
有許多方法可以實(shí)現(xiàn)快速光柵掃描,例如使用振鏡進(jìn)行快速2D掃描,以及將振鏡與可調(diào)電動(dòng)透鏡相結(jié)合進(jìn)行快速3D掃描。而可調(diào)電動(dòng)式鏡頭由于機(jī)械慣性的限制,無法在軸向快速切換焦點(diǎn),影響成像速度。現(xiàn)在它可以被空間光調(diào)制器(SLM)取代。遠(yuǎn)程對焦也是實(shí)現(xiàn)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(diào)整M的位置實(shí)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(xué)像差,還可以進(jìn)行快速軸向掃描。為了獲得更多的神經(jīng)元成像,可以通過調(diào)整顯微鏡的物鏡設(shè)計(jì)來放大FOV。然而,大NA和大FOV的物鏡通常很重,不能快速移動(dòng)以進(jìn)行快速軸向掃描,因此大FOV系統(tǒng)依賴于遠(yuǎn)程聚...
對于雙光子(2P)成像,散焦和近表面熒光激發(fā)是兩個(gè)相對較大的深度限制因素,而對于三光子(3P)成像,這兩個(gè)問題**減少。 然而,由于熒光團(tuán)的吸收截面遠(yuǎn)小于2P,三光子成像需要更高的脈沖能量才能獲得與2P相同激發(fā)強(qiáng)度的熒光信號。 功能性3P顯微鏡比結(jié)構(gòu)性3P顯微鏡要求更高,后者需要更快的掃描速度以便及時(shí)采樣神經(jīng)元活動(dòng)。 為了在每個(gè)像素的停留時(shí)間內(nèi)收集足夠的信號,需要更高的脈沖能量。 復(fù)雜的行為通常涉及大規(guī)模的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),這些網(wǎng)絡(luò)既有本地連接,也有遠(yuǎn)程連接。 為了將神經(jīng)元的活動(dòng)與行為聯(lián)系起來,需要同時(shí)監(jiān)測* * *分布的超大型神經(jīng)元的活動(dòng)。 大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將在幾十毫秒內(nèi)處理輸入的刺...
神經(jīng)科學(xué)重要的研究工具-多光子顯微鏡作為神經(jīng)科學(xué)重要的研究工具,近年來發(fā)展快速,品牌也眾多。我們通常都是在一間開著冷氣的房間里的超大防震臺上見過這樣一套設(shè)備。臺面上復(fù)雜的光路也讓我們在使用中小心翼翼,生怕弄壞了哪里而無從修復(fù)。你是否想象過一臺放在書桌邊上就能使用的多光子顯微鏡,一臺跟普通顯微鏡一樣操作簡便的多光子顯微鏡,一臺不用擔(dān)心會碰壞的多光子顯微鏡,一臺可以在不同實(shí)驗(yàn)室之間搬來搬去的多光子顯微鏡,一臺可以從任意角度進(jìn)行觀察掃描的多光子顯微鏡?滔博生物TOP-Bright是一家集研發(fā),生產(chǎn),銷售于一體的專注于神經(jīng)科學(xué)產(chǎn)品及致力于向高校、科研機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域提供實(shí)驗(yàn)室一體化方案的高科技企業(yè)。業(yè)務(wù)服務(wù)...
根據(jù)阿貝成像原理,許多光學(xué)成像系統(tǒng)是一個(gè)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(xì)節(jié)變模糊,降低分辨率。對于三維成像來說,寬場照明時(shí)得到的信息不僅包含物鏡焦平面上樣品的部分信息,同時(shí)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?yàn)槔锰囟ńY(jié)構(gòu)的照明光能引入樣品的高頻信息,當(dāng)結(jié)構(gòu)光的空間頻率足夠高時(shí),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...
對于兩個(gè)遠(yuǎn)距離(相距1-2mm以上)的成像部位,通常采用兩個(gè)**的路徑進(jìn)行成像;對于相鄰區(qū)域,通常使用單個(gè)物鏡的多個(gè)光束進(jìn)行成像。多光束掃描技術(shù)必須特別注意激發(fā)光束之間的串?dāng)_,這可以通過事后光源分離或時(shí)空復(fù)用來解決。事后光源分離法是指分離光束以消除串?dāng)_的算法;時(shí)空復(fù)用法是指同時(shí)使用多個(gè)激發(fā)光束,每個(gè)光束的脈沖在時(shí)間上被延遲,使不同光束激發(fā)的單個(gè)熒光信號可以暫時(shí)分離。引入的光束越多,可以成像的神經(jīng)元越多,但多束會導(dǎo)致熒光衰減時(shí)間重疊增加,從而限制了分辨信號源的能力;并且復(fù)用對電子設(shè)備的工作速度要求很高;大量的光束也需要較高的激光功率來維持單束的信噪比,這樣容易導(dǎo)致組織損傷。OCT可以用于損傷修復(fù)...
我們要指出的是,單光子激發(fā)熒光和雙光子激發(fā)熒光,是從熒光產(chǎn)生的機(jī)理上來區(qū)分的。而共焦則是熒光顯微鏡的一種結(jié)構(gòu),其目的是為了,通過共焦結(jié)構(gòu),提高整個(gè)熒光顯微鏡的空間分辨率。所以共焦熒光顯微鏡可以根據(jù)激發(fā)光源的不同,實(shí)現(xiàn)單光子共焦熒光成像或者雙光子共焦熒光成像。往往一個(gè)普通的雙光子熒光顯微鏡(沒有共焦結(jié)構(gòu))其空間分辨率也可以達(dá)到單光子共焦熒光顯微鏡的水平。這樣就可以簡化整個(gè)系統(tǒng),相對來說,就提高了激發(fā)光源的利用率,以及熒光的探測效率,這個(gè)也是我們提倡雙光子熒光成像的原因之一。雙光子熒光共焦顯微鏡由于雙光子效應(yīng)和共焦結(jié)構(gòu),分辨率則會更高,而我們通常說的共焦顯微鏡都是指單光子激發(fā)熒光的。多光子成像是一...
有許多方法可以實(shí)現(xiàn)快速光柵掃描,例如使用振鏡進(jìn)行快速2D掃描,以及將振鏡與可調(diào)電動(dòng)透鏡相結(jié)合進(jìn)行快速3D掃描。而可調(diào)電動(dòng)式鏡頭由于機(jī)械慣性的限制,無法在軸向快速切換焦點(diǎn),影響成像速度。現(xiàn)在它可以被空間光調(diào)制器(SLM)取代。遠(yuǎn)程對焦也是實(shí)現(xiàn)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(diào)整M的位置實(shí)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(xué)像差,還可以進(jìn)行快速軸向掃描。為了獲得更多的神經(jīng)元成像,可以通過調(diào)整顯微鏡的物鏡設(shè)計(jì)來放大FOV。然而,大NA和大FOV的物鏡通常很重,不能快速移動(dòng)以進(jìn)行快速軸向掃描,因此大FOV系統(tǒng)依賴于遠(yuǎn)程聚...
光學(xué)成像技術(shù)與分子生物學(xué)技術(shù)的結(jié)合為研究上述科學(xué)問題提供了條件與可能。因此,在現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上,急需發(fā)展新的成像技術(shù)。在動(dòng)物體內(nèi),如何實(shí)現(xiàn)基因表達(dá)及蛋白質(zhì)之間相五作用的實(shí)時(shí)在體成像監(jiān)測是當(dāng)前迫切需要解決的重大科學(xué)技術(shù)問題。這是也生物學(xué)、信息科學(xué)(光學(xué))和基礎(chǔ)臨床醫(yī)學(xué)等學(xué)科共同感興趣的重大問題。對這-一一科學(xué)問題的研究不僅有助于闡明生命活動(dòng)的基本規(guī)律、認(rèn)識疾病的發(fā)展規(guī)律,而且對創(chuàng)新藥物研究、藥物療效評價(jià)以及發(fā)展疾病早期診斷技術(shù)等產(chǎn)生重大影響。全球多光子顯微鏡主要生產(chǎn)地區(qū)分析,包括產(chǎn)量、產(chǎn)值份額等。在體多光子顯微鏡應(yīng)用針對雙光子熒光顯微鏡的特點(diǎn),從理論上分析雙光子成像特點(diǎn),并搭建一套時(shí)間、...
對于兩個(gè)遠(yuǎn)距離(相距1-2mm以上)的成像部位,通常采用兩個(gè)**的路徑進(jìn)行成像;對于相鄰區(qū)域,通常使用單個(gè)物鏡的多個(gè)光束進(jìn)行成像。多光束掃描技術(shù)必須特別注意激發(fā)光束之間的串?dāng)_,這可以通過事后光源分離或時(shí)空復(fù)用來解決。事后光源分離法是指分離光束以消除串?dāng)_的算法;時(shí)空復(fù)用法是指同時(shí)使用多個(gè)激發(fā)光束,每個(gè)光束的脈沖在時(shí)間上被延遲,使不同光束激發(fā)的單個(gè)熒光信號可以暫時(shí)分離。引入的光束越多,可以成像的神經(jīng)元越多,但多束會導(dǎo)致熒光衰減時(shí)間重疊增加,從而限制了分辨信號源的能力;并且復(fù)用對電子設(shè)備的工作速度要求很高;大量的光束也需要較高的激光功率來維持單束的信噪比,這樣容易導(dǎo)致組織損傷。中國市場多光子顯微鏡產(chǎn)...
多光子激光掃描顯微鏡的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,世界多光子激光掃描顯微鏡產(chǎn)業(yè)主要分布在德國和日本,德國以徠卡顯微系統(tǒng)和蔡司為基礎(chǔ),日本以尼康和奧林巴斯為基礎(chǔ)。2020年以來,這些企業(yè)占據(jù)了全球多光子激光掃描顯微鏡市場的64.44%,它們的發(fā)展策略影響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正在增長,中國市場的需求增長更快。未來五年多光子激光掃描顯微鏡市場的發(fā)展在中國將仍有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑD壳爸饕褂玫亩喙庾语@微鏡包括雙光子顯微鏡和三光子顯微鏡。進(jìn)口多光子顯微鏡單分子成像定位有許多方法可以實(shí)現(xiàn)快速光柵掃描,例如使用振鏡進(jìn)行快速2D掃描,以及將振鏡與可調(diào)電動(dòng)透鏡相結(jié)合進(jìn)行快速3...
我們要指出的是,單光子激發(fā)熒光和雙光子激發(fā)熒光,是從熒光產(chǎn)生的機(jī)理上來區(qū)分的。而共焦則是熒光顯微鏡的一種結(jié)構(gòu),其目的是為了,通過共焦結(jié)構(gòu),提高整個(gè)熒光顯微鏡的空間分辨率。所以共焦熒光顯微鏡可以根據(jù)激發(fā)光源的不同,實(shí)現(xiàn)單光子共焦熒光成像或者雙光子共焦熒光成像。往往一個(gè)普通的雙光子熒光顯微鏡(沒有共焦結(jié)構(gòu))其空間分辨率也可以達(dá)到單光子共焦熒光顯微鏡的水平。這樣就可以簡化整個(gè)系統(tǒng),相對來說,就提高了激發(fā)光源的利用率,以及熒光的探測效率,這個(gè)也是我們提倡雙光子熒光成像的原因之一。雙光子熒光共焦顯微鏡由于雙光子效應(yīng)和共焦結(jié)構(gòu),分辨率則會更高,而我們通常說的共焦顯微鏡都是指單光子激發(fā)熒光的。未來國產(chǎn)多光子...
通過添加FACED模塊,可以將基于標(biāo)準(zhǔn)振鏡的現(xiàn)有2PM輕松轉(zhuǎn)換為千赫茲成像系統(tǒng)。FACED雙光子熒光顯微鏡遵循光柵掃描,需要很少的計(jì)算處理,在稀疏或密集的標(biāo)記樣本中均可以使用,并且不受串?dāng)_的影響,而且對整個(gè)圖像平面采樣后可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校正。實(shí)驗(yàn)中沒有觀察到光損傷的跡象,此外,子脈沖延遲到達(dá)相同的樣品位置,能為熒光團(tuán)提供充足的時(shí)間使其從易于破壞的暗態(tài)返回到基態(tài),可以明顯減少光漂白。使用現(xiàn)有的傳感器,F(xiàn)ACED雙光子熒光顯微鏡可以提供足夠的速度和靈敏度來檢測神經(jīng)元過程中的鈣瞬變和谷氨酸瞬變,以及來自細(xì)胞體的尖峰和亞閾值電壓。該組使用基于FACED的2PM顯微鏡,在小鼠大腦中實(shí)現(xiàn)了千赫茲速率的神經(jīng)活動(dòng)...
Sternand Jean Marx在評論中說: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樹突的計(jì)算和神經(jīng)信號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%。多光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。清醒動(dòng)物多光子顯微鏡價(jià)格使...
多光子激光掃描顯微鏡行業(yè)發(fā)展,世界多光子激光掃描顯微鏡產(chǎn)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(jù)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?。多光子顯微鏡已經(jīng)被生物學(xué)家普遍的運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)中。美國多光子顯微鏡實(shí)驗(yàn)操作比較兩表格中的相關(guān)參數(shù)可以看出,基于分子光學(xué)標(biāo)記的成像技術(shù)已經(jīng)在生物活檢和基因表達(dá)規(guī)律方面展示了較大的優(yōu)勢。例如,正電...
快速光柵掃描有多種實(shí)現(xiàn)方式,使用振鏡進(jìn)行快速2D掃描,將振鏡和可調(diào)電動(dòng)透鏡結(jié)合在一起進(jìn)行快速3D掃描,但可調(diào)電動(dòng)透鏡由于機(jī)械慣性的限制在軸向無法快速進(jìn)行焦點(diǎn)切換,影響成像速度,現(xiàn)可使用空間光調(diào)制器(SLM)代替。遠(yuǎn)程聚焦也是一種實(shí)現(xiàn)3D成像的手段,如圖2所示。在LSU模塊中,掃描振鏡進(jìn)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(shí)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(xué)像差,還可以進(jìn)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(shè)計(jì)來擴(kuò)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(dòng)以進(jìn)行快速軸向掃描,因此大型FOV系統(tǒng)需要依賴...
光學(xué)成像技術(shù)與分子生物學(xué)技術(shù)的結(jié)合為研究上述科學(xué)問題提供了條件與可能。因此,在現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上,急需發(fā)展新的成像技術(shù)。在動(dòng)物體內(nèi),如何實(shí)現(xiàn)基因表達(dá)及蛋白質(zhì)之間相五作用的實(shí)時(shí)在體成像監(jiān)測是當(dāng)前迫切需要解決的重大科學(xué)技術(shù)問題。這是也生物學(xué)、信息科學(xué)(光學(xué))和基礎(chǔ)臨床醫(yī)學(xué)等學(xué)科共同感興趣的重大問題。對這-一一科學(xué)問題的研究不僅有助于闡明生命活動(dòng)的基本規(guī)律、認(rèn)識疾病的發(fā)展規(guī)律,而且對創(chuàng)新藥物研究、藥物療效評價(jià)以及發(fā)展疾病早期診斷技術(shù)等產(chǎn)生重大影響。帶寬足以覆蓋鈦藍(lán)寶石激光器的可調(diào)諧范圍和用于多光子顯微鏡的許多其它激光器的典型中心頻率。Ultima Investigator多光子顯微鏡代理通過添...
要想實(shí)現(xiàn)離散的軸向重新聚焦,需要在OBJ1的焦平面中放置一個(gè)階梯鏡(圖3b)。當(dāng)入射激光束被OBJ1聚焦到的焦平面恰好與階梯重合時(shí),被反射的激光將在無窮大的空間中成為準(zhǔn)直光束,并在OBJ2的焦平面上形成激光光斑。并且返回的激光束會被GSM消除橫向掃描,即OBJ2形成的焦點(diǎn)不會進(jìn)行橫向掃描,實(shí)現(xiàn)軸向掃描。如果激光點(diǎn)被掃描到與焦平面不一致的階梯,則會形成遠(yuǎn)離鏡面的激光焦點(diǎn),返回的激光束會在無窮大的空間中會聚或發(fā)散,進(jìn)而導(dǎo)致由OBJ2形成的激光焦點(diǎn)也在軸向重新聚焦,通過這種方式即能實(shí)現(xiàn)離散的軸向掃描。對于已精確匹配兩個(gè)物鏡光瞳的光學(xué)裝置,不會引入像差。為了進(jìn)行連續(xù)的軸向重新聚焦,將階梯鏡替換為稍微傾...
多光子激發(fā)掃描顯微成像系統(tǒng)的不足。只能對熒光成像。如果樣品包括能夠吸收激發(fā)光的色團(tuán),如色素,樣品可能受到熱損傷。分辨率略有降低,雖然可以通過同時(shí)利用共焦的小孔得到改善,但是信號會有損耗。受昂貴的超快激光器限制,多光子掃描顯微鏡的成本較高。多光子激發(fā)顯微鏡應(yīng)用舉例。動(dòng)物和腦片神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、動(dòng)物腦皮層的成像、胚胎發(fā)育過程的長時(shí)間動(dòng)態(tài)觀測、多光子激發(fā)光解籠、細(xì)胞內(nèi)微區(qū)鈣動(dòng)力學(xué)、多光子激發(fā)自發(fā)熒光、其它應(yīng)用。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。美國清醒動(dòng)物多光子顯微鏡成像分辨率現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和科技的進(jìn)步,特別是隨著后基因組時(shí)代的到來,人們...
多光子激發(fā)掃描顯微成像系統(tǒng)的不足。只能對熒光成像。如果樣品包括能夠吸收激發(fā)光的色團(tuán),如色素,樣品可能受到熱損傷。分辨率略有降低,雖然可以通過同時(shí)利用共焦的小孔得到改善,但是信號會有損耗。受昂貴的超快激光器限制,多光子掃描顯微鏡的成本較高。多光子激發(fā)顯微鏡應(yīng)用舉例。動(dòng)物和腦片神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、動(dòng)物腦皮層的成像、胚胎發(fā)育過程的長時(shí)間動(dòng)態(tài)觀測、多光子激發(fā)光解籠、細(xì)胞內(nèi)微區(qū)鈣動(dòng)力學(xué)、多光子激發(fā)自發(fā)熒光、其它應(yīng)用。多光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。美國嚙齒類多光子顯微鏡應(yīng)用 1,光源、光路高度整合通過精密的設(shè)計(jì),將飛秒激光器、掃描振鏡、PMT、濾光片組,甚至是單光子熒光光路全套整合在一個(gè)...
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)(BiomedicalOptics)是近年來受到國際光學(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、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...
根據(jù)阿貝成像原理,許多光學(xué)成像系統(tǒng)是一個(gè)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(xì)節(jié)變模糊,降低分辨率。對于三維成像來說,寬場照明時(shí)得到的信息不僅包含物鏡焦平面上樣品的部分信息,同時(shí)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?yàn)槔锰囟ńY(jié)構(gòu)的照明光能引入樣品的高頻信息,當(dāng)結(jié)構(gòu)光的空間頻率足夠高時(shí),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...
比較兩表格中的相關(guān)參數(shù)可以看出,基于分子光學(xué)標(biāo)記的成像技術(shù)已經(jīng)在生物活檢和基因表達(dá)規(guī)律方面展示了較大的優(yōu)勢。例如,正電子發(fā)射斷層成像(PET)可實(shí)現(xiàn)對分子代謝的成像,空間分辨率∶1-2mm,時(shí)間分辨率;分鐘量級。與PET比較,光學(xué)成像的應(yīng)用場合更廣(可測量更多的參數(shù),請參見表1-1),且具有更高的時(shí)間分辨率(秒級),空間分辨率可達(dá)到微米。因此,二者相比,雖然光學(xué)成像在測量深度方面不及PET,但在測量參數(shù)種類與時(shí)空分辨率方面有一定優(yōu)勢。對于小動(dòng)物(如小白鼠)研究來說,光學(xué)成像技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)小動(dòng)物整體成像和在體基因表達(dá)成像。例如,初步研究表明,熒光介導(dǎo)層析成像可達(dá)到近10cm的測量深度;基于多光子激...
使用基因編碼的熒光探針可以在突觸和細(xì)胞分辨率下監(jiān)測體內(nèi)神經(jīng)元信號,這是揭示動(dòng)物神經(jīng)活動(dòng)復(fù)雜機(jī)制的關(guān)鍵。使用雙光子顯微鏡(2PM)可以以亞細(xì)胞分辨率對鈣離子傳感器和谷氨酸傳感器成像,從而測量不透明大腦深處的活動(dòng);成像膜電壓變化能直接反映神經(jīng)元活動(dòng),但神經(jīng)元活動(dòng)的速度對于常規(guī)的2PM來說太快。目前電壓成像主要通過寬場顯微鏡實(shí)現(xiàn),但它的空間分辨率較差并且于淺層深度。因此要在不透明的大腦中以高空間分辨率對膜電壓變化進(jìn)行成像,需要明顯提高2PM的成像速率。雙光子顯微鏡采用長波長激發(fā)。美國靈長類多光子顯微鏡代理細(xì)胞在受到外界刺激時(shí),隨著刺激時(shí)間的增長,即使刺激繼續(xù)存在,Ca2+熒光信號不但不會繼續(xù)增強(qiáng),反...