国内显微镜制造市场目前断层严重。目前我国显微镜行业发展缺乏技术沉淀,20年以上经营积累的企业十分稀缺,深度精密制造、光学主要部件设计及工艺严重制约产业升级。目前中国显微镜中如多光子显微镜、共聚焦扫描和电子显微镜等主要集中在徕卡显微系统、蔡司、尼康、奥林巴斯等国外企业。国内具备生产显微镜能力的企业屈指可数,若国内显微镜企业能打破技术壁垒,切入显微镜市场,企业的生产经营将腾跃至一个更高的格局。未来国产多光子激光扫描显微镜替代空间大。目前中国使用的多光子激光扫描显微镜几乎被徕卡显微系统、蔡司、尼康和奥林巴斯垄断。国内有能力开始生产多光子激光扫描显微镜的企业极少,若国内能够制造出高性能、高可靠性的多光子激光扫描显微镜,无异是会面临极大的市场机遇。多光子显微镜可以进行深层成像,且具有三维成像的能力,可以应用于拍摄不透明的厚样品。美国激光扫描多光子显微镜实验
与传统的单光子宽视野荧光显微镜相比,多光子显微镜(MPM)具有光学切片和深层成像等功能,这两个优势极大地促进了研究者们对于完整大脑深处神经的了解与认识。2019年,JeromeLecoq等人从大脑深处的神经元成像、大量神经元成像、高速神经元成像这三个方面论述了相关的MPM技术[1]。想要将神经元活动与复杂行为联系起来,通常需要对大脑皮质深层的神经元进行成像,这就要求MPM具有深层成像的能力。激发和发射光会被生物组织高度散射和吸收是限制MPM成像深度的主要因素,虽然可以通过增加激光强度来解决散射问题,但这会带来其他问题,例如烧坏样品、离焦和近表面荧光激发。增加MPM成像深度比较好的方法是用更长的波长作为激发光。Ultima Investigator多光子显微镜准确定位多光子显微镜在基础科学和临床诊断领域的应用范围正在持续增长。
1,光源、光路高度整合通过精密的设计,将飞秒激光器、扫描振镜、PMT、滤光片组,甚至是单光子荧光光路全套整合在一个不大的扫描头(ScanHead)内,无论扫描头如何移动,扫描头内的光路都可以保持稳定不变,从而实现了超稳定、免维护的特点。2,配合多维度、高精度机械控制系统。扫描头直接架设在一个多维运动的机械装置上,可沿任意方向和角度移动扫描头,方便对动物样本进行多方位的扫描观察。而这在常规方案的多光子显微镜上有很大的实现难度,不但需要多个关节组合的光路导向机构,并且在这些关节旋转的时候,都冒着极大的光路偏移的风险,以至于在使用一段时间后都需要对光路进行再次校准,而这样的问题在我司上则完全不会发生。3.一机多能。
使用基因编码的荧光探针可以在突触和细胞分辨率下监测体内神经元信号,这是揭示动物神经活动复杂机制的关键。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,需要明显提高2PM的成像速率。多光子显微镜的发展历史充满了贡献、开发、进步和数个世纪以来多个来源和地点的改进。
与传统的单光子宽视野荧光显微镜相比,多光子显微镜(MPM)具有光学切片和深层成像等功能,这两个优势极大地促进了研究者们对于完整大脑深处神经的了解与认识。2019年,JeromeLecoq等人从大脑深处的神经元成像、大量神经元成像、高速神经元成像这三个方面论述了相关的MPM技术。想要将神经元活动与复杂行为联系起来,通常需要对大脑皮质深层的神经元进行成像,这就要求MPM具有深层成像的能力。激发和发射光会被生物组织高度散射和吸收是限制MPM成像深度的主要因素,虽然可以通过增加激光强度来解决散射问题,但这会带来其他问题,例如烧坏样品、离焦和近表面荧光激发。增加MPM成像深度比较好的方法是用更长的波长作为激发光。多光子激光扫描显微镜采用波长较长的红外激光,能量脉冲式激发,红外光比可见光在生物组织中的穿透力更强。美国飞秒激光多光子显微镜准确定位
世界多光子激光扫描显微镜产业主要布局在德国和日本,德国是徕卡显微系统和蔡司。美国激光扫描多光子显微镜实验
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。美国激光扫描多光子显微镜实验