使用MPM对神经元进行成像时,通过随机访问扫描—即激光束在整个视场上的任意选定点上进行快速扫描—可以只扫描感兴趣的神经元,这样不仅避免扫描到任何未标记的神经纤维,还可以优化激光束的扫描时间。随机访问扫描可以通过声光偏转器(AOD)来实现,其原理是将具有一个射频信号的压电传感器粘在合适的晶体上,所产生的声波引起周期性的折射率光栅,激光束通过光栅时发生衍射。通过射频电信号调控声波的强度和频率从而可以改变衍射光的强度和方向,这样使用1个AOD就可以实现一维横向的任意点扫描,利用1对AOD,结合其他轴向扫描技术可实现3D的随机访问扫描。但是该技术对样本的运动很敏感,易出现运动伪影。目前,快速光栅扫描即在FOV中进行逐行扫描,由于利用算法可以轻松解决运动伪影而被普遍的使用。中国市场多光子显微镜产量、消费量、进出口分析及未来趋势。离体多光子显微镜代理
多光子显微镜通过引入具有超高透射率、非常陡峭的边缘和精心优化的阻挡的滤光片,为多光子用户带来了增强的性能。考虑到激发激光器和多光子成像系统的其他复杂元件通常需要多少投资,这些新的光学滤光片**了一种简单且廉价的升级,可以显着提高系统性能。事实上,与传统滤光片的褐**调相比,发射滤光片看起来像窗户玻璃一样清晰,而且LWP二向色镜具有如此宽的反射带,它们看起来像高反射镜。发射滤光片还在Ti:Sapphire激光调谐范围内提供深度阻挡,这对于实现高信噪比和测量灵敏度至关重要。Ultima 2P Plus多光子显微镜暗场成像多光子显微镜的大多数补偿器都采用棱镜。
比较两表格中的相关参数可以看出,基于分子光学标记的成像技术已经在生物活检和基因表达规律方面展示了较大的优势。例如,正电子发射断层成像(PET)可实现对分子代谢的成像,空间分辨率∶1-2mm,时间分辨率;分钟量级。与PET比较,光学成像的应用场合更广(可测量更多的参数,请参见表1-1),且具有更高的时间分辨率(秒级),空间分辨率可达到微米。因此,二者相比,虽然光学成像在测量深度方面不及PET,但在测量参数种类与时空分辨率方面有一定优势。对于小动物(如小白鼠)研究来说,光学成像技术可以实现小动物整体成像和在体基因表达成像。例如,初步研究表明,荧光介导层析成像可达到近10cm的测量深度;基于多光子激发的显微成像技术可望实现小鼠体内基因表达的实时在体成像。
多光子显微镜成像深度深、对比度高,在生物成像中具有重要意义,但通常需要较高的功率。结合时间传播的超短脉冲可以实现超快的扫描速度和较深的成像深度,但近红外波段的光本身会导致分辨率较低。基于多光子上转换材料和时间编码结构光显微镜的高速超分辨成像系统(MUTE-SIM)是由清华大学教授和北京大学彭研究员合作开发的。可实现50MHz的超高扫描速度,突破衍射极限,实现超分辨率成像。与普通荧光显微镜相比,该显微镜经过改进,只需要较低的激发功率。这种超快、低功耗、多光子超分辨率技术在高分辨率生物深层组织成像中具有长远的应用前景。多光子显微镜的成熟的深部组织成像技术中。还有其他类型的图像对比提供有关样本的有价值信息。
基于多光子显微镜的神经成像技术原理:多光子显微镜可用于深度成像和三维成像,因此可用于拍摄不透明的厚样品。目前主要使用的多光子显微镜包括双光子显微镜和三光子显微镜。双光子显微镜的结构与共焦类似,区别在于:1)双光子显微镜的激发光波长比共焦长,能量较低,但穿透能力较强;2)双光子显微镜没有小孔,提高了检测效率;3)双光子显微镜成像深度较快提高。那么,为什么双光子能具有共焦显微镜所没有的优势呢?原因是它采用双光子激发方式。使用波长较长的激发光子,光子的能量较低,因此电子需要吸收两个这样的激发光子才能达到激发态,从而释放出一个荧光光子。因此,荧光信号的强度与光强的平方成正比。因为焦点处的光强较大,只能在焦点处激发荧光。波长越长,穿透力越强,因此双光子显微镜的成像深度大于共焦显微镜。由于两个光子只在焦点激发荧光,不需要小孔,而是将所有的荧光都收集起来,提高了检测效率。三光子显微镜的原理类似于双光子显微镜,利用三个激发光子可以实现更深的成像深度。由于使用了更长的激发波长,穿透能力更强,成像深度更大。此外,由于较强的非线性效应,荧光信号的强度与光强的立方成正比,因此比双光子具有更低的非聚焦激发和背景噪声。生产和消费的角度分析多光子显微镜的主要生产地区、主要消费地区以及主要的生产商。美国布鲁克多光子显微镜应用
多光子显微镜的分辨率比传统的单光子共聚焦要低的多。离体多光子显微镜代理
2020年,TonmoyChakraborty等人提出了加速2PM轴向扫描速度的方法[2]。在光学显微镜中,物镜或样品缓慢的轴向扫描速度限制了体成像的速度。近年来,通过使用远程聚焦技术或电调谐透镜(ETL)已经实现了快速轴向扫描。但远程对焦时对反射镜的机械驱动会限制轴向扫描速度,ETL会引入球差和高阶像差,无法进行高分辨率成像。为了克服这些限制,该小组引入了一种新的光学设计,可以将横向扫描转换为无球面像差的轴向扫描,以实现高分辨率成像。有两种方法可以实现这种设计。***个可以执行离散的轴向扫描,另一个可以执行连续的轴向扫描。如图3a所示,特定装置由两个垂直臂组成,每个臂具有4F望远镜和物镜。远程聚焦臂由振镜扫描镜(GSM)和空气物镜(OBJ1)组成,另一个臂(称为照明臂)由浸没物镜(OBJ2)组成。两个臂对齐,使得GSM与两个物镜的后焦平面共轭。准直后的激光束经偏振分束器反射进入远程聚焦臂,由GSM进行扫描,使OBJ1产生的激光焦点可以进行水平扫描。离体多光子显微镜代理