FHIRM-TPM 2.0扩大了微型双光子显微镜的适用性和实用性,使神经科学家能够更自由地探索更多新的行为范式,包括身体运动、长时程的复杂过程,如学习和记忆,社会互动和恐惧条件反射,甚至是慢性疾病的进展和老化,如神经发生和再生,疾病进展和衰老,以破译大脑的奥秘。在一批“早鸟项目”中,该系统已被多个研究组应用于不同的模式动物和行为范式,如小鼠的社交新颖性识别、斑胸草雀受***调控后大脑特定神经元变化、新型神经递质乙酰胆碱探针的传导适应性分析以及猕猴三脑区成像等多项研究。依托两代微型化双光子成像技术,该团队还在南京市江北新区建立了规模化高通量脑功能成像的南京脑观象台(Nanjing Brian Observatory),于2020年12月10日举办了落成典礼。通过与世界范围内的神经科学家进行广合作,脑观象台现正在服务三十多个科研项目,成为开展大型脑科学问题研究的重要科研服务平台。优势来源于其双光子光源的非线性光学效应。国内ultima2PPLUS双光子显微镜光子跃迁
从双光子的原理和特点我们就可以明显的得出双光子的优点:☆光损伤小:由于双光子显微镜使用的是可见光或近红外光作为激发光源,这一波段的光对细胞和组织的光损伤小,适用于长时间的研究;☆穿透能力强:相对于紫外光,可见光和近红外光都具有更强的穿透能力,因而受生物组织散射的影响更小,解决对生物组织中深层物质的层析成像研究问题;☆高分辨率:由于双光子吸收截面很小,只有在焦平面很小的区域内可以激发出荧光,双光子吸收局限于焦点处的体积约为波长3次方的范围内;☆漂白区域小:由于激发只存在于交点处,所以焦点以外的区域都不会发生光漂白现象;☆荧光收集率高:与共聚焦成像相比,双光子成像不需要光学滤波器(共焦),这样就提高了对荧光的收集率,而收集率的提高直接导致图像对比度的提高;☆图像对比度高:由于荧光波长小于入射波长,因而瑞利散射产生的背景噪声只有单光子激发时的1/16,降低了散射的干扰;☆光子跃迁具有很强的选择激发性,所以可以对生物组织中一些特殊物质进行成像研究;美国ultima2PPLUS双光子显微镜成像技术如果已经有了飞秒光,就可以几套双光子显微镜共享一台,只需分光即可。
从双光子到三光子:科学家正在从双光子转向三光子显微镜。1996年,ChrisXu在康奈尔大学(Denk同导师实验室)读博期间发明了三光子显微镜,如果双光子吸收可行,那么三光子看起来也是自然的发展方向。三光子成像使用更长的波长,大约在1.3和1.7微米,其成像深度也比双光子更深,目前记录约为2.2毫米,人类大脑皮层厚约4毫米。相比双光子显微镜,三光子还要求以较低重频使用更强和更短的激光脉冲,而传统的钛宝石激光器难以达到这些要求,但是对于掺镱光纤飞秒光参量放大器则非常容易,比如我们的Y-Fi光参量放大器(OPA)。
使用双光子显微镜(2PM)可以以亚细胞分辨率对钙离子传感器和谷氨酸传感器成像,从而测量不透明大脑深处的活动;成像膜电压变化能直接反映神经元活动,但神经元活动的速度对于常规的2PM来说太快。目前电压成像主要通过宽场显微镜实现,但它的空间分辨率较差并且只是于浅层深度。因此要在不透明的大脑中以高空间分辨率对膜电压变化进行成像,需要较提高2PM的成像速率。FACED模块输出处的子脉冲序列可以看作从虚拟光源阵列发出的光,这些子脉冲在中继到显微镜物镜后形成了一个空间上分离且时间延迟的焦点阵列。然后将该模块并入具有高速数据采集系统的标准双光子荧光显微镜中,如图2所示。光源是具有1MHz重复频率的920nm的激光器,通过FACED模块可产生80个脉冲焦点,其脉冲时间间隔为2ns。这些焦点是虚拟源的图像,虚拟源越远,物镜处的光束尺寸越大,焦点越小。光束沿y轴比x轴能更好地充满物镜,从而导致x轴的横向分辨率为0.82µm,y轴的横向分辨率为0.35µm。双光子显微镜有哪些分类呢?
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,能够更加安全。这种双光子显微镜的视场是普通显微镜的10倍。美国2PPLUS双光子显微镜授权供应商
双光子显微镜的原理是什么?国内ultima2PPLUS双光子显微镜光子跃迁
是专业制造nVista,nVoke,3D bioplotte,invivo公司,目前仪器仪表行业内有较大成绩的制造商,在国内有多家销售和服务型代理商。在nVista,nVoke,3D bioplotte,invivo行业内闻名,如今还提供生物科技,医药科技领域内的技术开发、技术咨询、技术服务、技术转让,实验室设备、仪器仪表、医疗器械、计算机、软件及辅助设备销售,计算机数据处理,货物及技术进出口业务。 成像平台: 1. Inscopix自由活动超微显微成像系统 2. DiveScope多通道内窥镜系统 3. 双光子显微镜 动物行为学平台: 1. PiezoSleep无创睡眠检测系统 2. 自身给药、条件恐惧、斯金纳、睡眠剥夺、跑步机、各类经典迷宫等 神经电生理: 1.NeuroNexus神经电极 2.多通道电生理信号采集系统 3.膜片钳系统 4.AO功能神经外科临床电生理平台 显微细胞: 1. UnipicK单细胞挑选及显微切割系统 科研/临床级3D打印 1. 德国envisionTEC 3D Bioplotter生物打印机 2. 韩国Invivo医疗级生物打印机等。等领域内的业务。nVista,nVoke,3D bioplotte,invivo属于仪器仪表等。其中,包括nVista,nVoke,3D bioplotte,invivo包括等。我国在这一领域规模已居全球前列,但在整体上还是有自主创新能力薄弱、主要技术与关键零部件对外依存度高、服务型制造发展滞后等问题。近几年,我国仪器仪表行业呈现出高速发展的态势。据中国仪器仪表行业协会发布的数据,过去的几年期间,除受全球经济的影响而此期间,全球仪器仪表市场的增幅只有3%~4%,我国仪器仪表行业的发展速度之快可见一斑。总结其中原因,与我国的经济发展环境是密不可分的。智能仪表带有微型处理系统,或可接入微型计算机智能化仪器。它通过电子电路来转换测量数据,并对数据进行存储运算逻辑判断,通过全自动化的操作过程得到准确无误的测量,因其强大的功能被应用于各个行业。目前,智能仪器仪表的更新需求、新增需求和智能化比率在不断提升。国内ultima2PPLUS双光子显微镜光子跃迁
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