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(shì)。例如,正電子發(fā)射斷層成像(PET)可實(shí)現(xiàn)對(duì)分子代謝的成像,空間分辨率∶1-2mm,時(shí)間分辨率;分鐘量級(jí)。與PET比較,光學(xué)成像的應(yīng)用場(chǎng)合更廣(可測(cè)量更多的參數(shù),請(qǐng)參見表1-1),且具有更高的時(shí)間分辨率(秒級(jí)),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(cè)量深度方面不及PET,但在測(cè)量參數(shù)種類與時(shí)空分辨率方面有一定優(yōu)勢(shì)。對(duì)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(cè)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(cè)體內(nèi)神經(jīng)元信號(hào),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(duì)鈣離子傳感器和谷氨酸傳感器成像,從而測(cè)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(duì)于常規(guī)的2PM來說太快。目前電壓成像主要通過寬場(chǎng)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(duì)膜電壓變化進(jìn)行成像,需要明顯提高2PM的成像速率。中國(guó)市場(chǎng)多光子顯微鏡進(jìn)出口貿(mào)易趨勢(shì)。美國(guó)靈長(zhǎng)類多光子顯微鏡Ultima Investigator從產(chǎn)品類型及技術(shù)方面來看,正置顯微鏡占據(jù)絕大多數(shù)市場(chǎng)。...
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(cè)體內(nèi)神經(jīng)元信號(hào),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(duì)鈣離子傳感器和谷氨酸傳感器成像,從而測(cè)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(duì)于常規(guī)的2PM來說太快。目前電壓成像主要通過寬場(chǎng)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(duì)膜電壓變化進(jìn)行成像,需要明顯提高2PM的成像速率。多光子顯微鏡的發(fā)展歷史充滿了貢獻(xiàn)、開發(fā)、進(jìn)步和數(shù)個(gè)世紀(jì)以來多個(gè)來源和地點(diǎn)的改進(jìn)。激光掃描多光子顯微鏡成像精度某種物質(zhì)能產(chǎn)生熒光,首要條件是分子必須具有...
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(cè)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(duì)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(shí)疾病的發(fā)展規(guī)律,而且對(duì)創(chuàng)新藥物研究、藥物療效評(píng)價(jià)以及發(fā)展疾病早期診斷技術(shù)等產(chǎn)生重大影響。多光子顯微鏡可以進(jìn)行深層成像,且具有三維成像的能力,可以應(yīng)用于拍攝不透明的厚樣品。清醒動(dòng)物多光子顯微鏡配置 當(dāng)激光光束焦點(diǎn)的位置在鏡面上,此時(shí)被反...
多光子顯微鏡因擁有較深的成像深度,和較高的對(duì)比度在生物成像中有著重要的意義,但是它通常需要較高的功率。結(jié)合時(shí)間上展開的超短脈沖可以實(shí)現(xiàn)超快的掃描速度和較深的成像深度,但是其本身所利用的近紅外波段的光會(huì)導(dǎo)致分辨率較低。清華大學(xué)陳宏偉教授和北京大學(xué)席鵬研究員合作研究,結(jié)合了結(jié)構(gòu)光成像和上轉(zhuǎn)化粒子,開發(fā)了一種基于多光子上轉(zhuǎn)化材料和時(shí)間編碼結(jié)構(gòu)光顯微鏡的高速超分辨成像系統(tǒng)(MUTE-SIM)。它可以實(shí)現(xiàn)50MHz的超高的掃描速度,并突破了衍射極限,實(shí)現(xiàn)了超分辨成像。相較于普通的熒光顯微鏡,該顯微鏡提升了,并且只需要較低的激發(fā)功率。這種超快、低功率、多光子的超分辨技術(shù),在分辨率高的生物深層組...
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(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng),相對(duì)來說,就提高了激發(fā)光源的利用率,以及熒光的探測(cè)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(huì)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。點(diǎn)掃描多光子顯...
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(guó)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(cè)、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(duì)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(hào)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...
從應(yīng)用的行業(yè)來看,多光子激光掃描顯微鏡主要集中于機(jī)構(gòu)、學(xué)校及醫(yī)院對(duì)生物科學(xué)的研究。與此同時(shí),光學(xué)玻璃、液晶材料、濾光片、電子元器件等光學(xué)材料則組成了上行業(yè)。處于中游的多光子激光掃描顯微鏡行業(yè)正是受到上下**業(yè)的共同影響,才會(huì)呈現(xiàn)出目前的市場(chǎng)態(tài)勢(shì)。2020年,全球多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了,預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為(2021-2027)。中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)快速,2020年,中國(guó)多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)收入達(dá)到了,預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為(2021-2027)。本報(bào)告研究“十三五”期間全球及中國(guó)市場(chǎng)多光子激光掃描顯微鏡的供給和需求情...
雙光子熒光顯微成像主要有以下優(yōu)點(diǎn)∶a.光損傷小∶雙光子熒光顯微鏡使用可見光或近紅外光作為激發(fā)光,對(duì)細(xì)胞和組織的光損傷很小,適合于長(zhǎng)時(shí)間的研究;b.穿透能力強(qiáng)∶相對(duì)于紫外光,可見光或近紅外光具有很強(qiáng)的穿透性,可以對(duì)生物樣品進(jìn)行深層次的研究;c.高分辨率∶由于雙光子吸收截面很小P,只有在焦平面很小的區(qū)域內(nèi)可以激發(fā)出熒光,雙光子吸收局限于焦點(diǎn)處的體積約為λ范圍內(nèi);d.漂白區(qū)域很小,焦點(diǎn)以外不發(fā)生漂白現(xiàn)象。e.熒光收集率高。與共聚焦成像相比,雙光子成像不需要光學(xué)濾波器,提高了熒光收集率。收集效率提高直接導(dǎo)致圖像對(duì)比度提高。f.對(duì)探測(cè)光路的要求低。由于激發(fā)光與發(fā)射熒光的波長(zhǎng)差值加大以及自發(fā)的三維濾波效果...
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(shì)。例如,正電子發(fā)射斷層成像(PET)可實(shí)現(xiàn)對(duì)分子代謝的成像,空間分辨率∶1-2mm,時(shí)間分辨率;分鐘量級(jí)。與PET比較,光學(xué)成像的應(yīng)用場(chǎng)合更廣(可測(cè)量更多的參數(shù),請(qǐng)參見表1-1),且具有更高的時(shí)間分辨率(秒級(jí)),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(cè)量深度方面不及PET,但在測(cè)量參數(shù)種類與時(shí)空分辨率方面有一定優(yōu)勢(shì)。對(duì)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(cè)量深度;基于多光子激...
從產(chǎn)品類型及技術(shù)方面來看,正置顯微鏡占據(jù)絕大多數(shù)市場(chǎng)。2020年,全球多光子激光掃描正置顯微鏡市場(chǎng)達(dá)到87.30百萬(wàn)美元,預(yù)計(jì)到2027年該部分市場(chǎng)將達(dá)到154.02百萬(wàn)美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(2021-2027)為8.48%。中國(guó)多光子激光掃描正置顯微鏡市場(chǎng)達(dá)到13.32百萬(wàn)美元,預(yù)計(jì)到2027年該部分市場(chǎng)將達(dá)到25.21百萬(wàn)美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(2021-2027)為9.58%。從產(chǎn)品市場(chǎng)應(yīng)用情況來看,研究機(jī)構(gòu)為主要應(yīng)用領(lǐng)域,2020年約占全球市場(chǎng)46.28%。2020年,全球多光子激光掃描顯微鏡研究機(jī)構(gòu)應(yīng)用消費(fèi)量為174臺(tái),預(yù)計(jì)2027年達(dá)到349臺(tái),2021-2027年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)...
多光子顯微鏡對(duì)成像深度的改善利用紅光或紅外光激發(fā),光散射小(小粒子的散射與波長(zhǎng)的四次方的成反比)。不需要***,能更多收集來自成像截面的散射光子。***不能區(qū)分由離焦區(qū)域或焦點(diǎn)區(qū)發(fā)射出的散射光子,多光子在深層成像信噪比好。單光子激發(fā)所用的紫外或可見光在光束到達(dá)焦平面之前易被樣品吸收而衰減,不易對(duì)深層激發(fā)。多光子熒光成像的特點(diǎn)。深度成像∶與共聚焦相比能更好地對(duì)厚散射物質(zhì)成像。信噪比∶多光子吸收采用的波長(zhǎng)是單光子吸收的2倍以上,所以顯微試樣中的瑞利散射更小,熒光測(cè)定的信噪比更高。觀察活細(xì)胞∶離子測(cè)量(i.e.Ca2+),GFP,發(fā)育生物學(xué)等—減少了光毒性和光漂白,能對(duì)細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)間觀察。多光子顯微鏡的...
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(guó)和日本,德國(guó)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(chǎng) 64.44%的市場(chǎng)份額,其發(fā)展戰(zhàn)略左右著多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)的走向。目前世界市場(chǎng)對(duì)多光子激光掃描顯微鏡的需求在增長(zhǎng),中國(guó)市場(chǎng)這方面的需求增長(zhǎng)更快,未來五年多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)的發(fā)展在中國(guó)將具有很大的發(fā)展?jié)摿?。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。高速高分辨率多光子顯微鏡層析成像SternandJeanMarx在評(píng)論中說:祖家能夠在更為精細(xì)的層次...
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)不大的掃描頭(ScanHead)內(nèi),無論掃描頭如何移動(dòng),掃描頭內(nèi)的光路都可以保持穩(wěn)定不變,從而實(shí)現(xiàn)了超穩(wěn)定、免維護(hù)的特點(diǎn)。2,配合多維度、高精度機(jī)械控制系統(tǒng)。掃描頭直接架設(shè)在一個(gè)多維運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置上,可沿任意方向和角度移動(dòng)掃描頭,方便對(duì)動(dòng)物樣本進(jìn)行多方位的掃描觀察。而這在常規(guī)方案的多光子顯微鏡上有很大的實(shí)現(xiàn)難度,不但需要多個(gè)關(guān)節(jié)組合的光路導(dǎo)向機(jī)構(gòu),并且在這些關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的時(shí)候,都冒著極大的光路偏移的風(fēng)險(xiǎn),以至于在使用一段時(shí)間后都需要對(duì)光路進(jìn)行再次校準(zhǔn),而這樣的問題在我司上則...
從產(chǎn)品類型及技術(shù)方面來看,正置顯微鏡占據(jù)絕大多數(shù)市場(chǎng)。2020年,全球多光子激光掃描正置顯微鏡市場(chǎng)達(dá)到87.30百萬(wàn)美元,預(yù)計(jì)到2027年該部分市場(chǎng)將達(dá)到154.02百萬(wàn)美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(2021-2027)為8.48%。中國(guó)多光子激光掃描正置顯微鏡市場(chǎng)達(dá)到13.32百萬(wàn)美元,預(yù)計(jì)到2027年該部分市場(chǎng)將達(dá)到25.21百萬(wàn)美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(2021-2027)為9.58%。從產(chǎn)品市場(chǎng)應(yīng)用情況來看,研究機(jī)構(gòu)為主要應(yīng)用領(lǐng)域,2020年約占全球市場(chǎng)46.28%。2020年,全球多光子激光掃描顯微鏡研究機(jī)構(gòu)應(yīng)用消費(fèi)量為174臺(tái),預(yù)計(jì)2027年達(dá)到349臺(tái),2021-2027年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)...
雙光子顯微鏡工作原理是將超快的紅外激光脈沖傳輸?shù)綐悠分?,在樣品中與組織或熒光標(biāo)記相互作用,這些組織或熒光標(biāo)記發(fā)出用于創(chuàng)建圖像的信號(hào)。雙光子顯微鏡被多用于生物學(xué)研究,因?yàn)樗軌虍a(chǎn)生高分辨率的3-D圖像,深度達(dá)1毫米。然而,這些優(yōu)點(diǎn)帶來了有限的成像速度,因?yàn)槲⒐鈼l件需要逐點(diǎn)圖像采集和重建的點(diǎn)檢測(cè)器。為了加快成像速度,科學(xué)家之前開發(fā)了一種多焦點(diǎn)激光照明方法,該方法使用數(shù)字微鏡設(shè)備(DMD),這是一種通常用于投影儀的低成本光掃描儀。此前人們認(rèn)為這些DMD不能與超快激光一起工作。然而現(xiàn)在解決了這個(gè)問題,這使得DMD在超快激光應(yīng)用中得以應(yīng)用,這些應(yīng)用包括光束整形、脈沖整形、快速掃描和雙光子成像...
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(huì)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(huì)使成像所得圖像的細(xì)節(jié)變模糊,降低分辨率。對(duì)于三維成像來說,寬場(chǎng)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(duì)完整的頻譜信...
多光子顯微鏡對(duì)成像深度的改善利用紅光或紅外光激發(fā),光散射?。ㄐ×W拥纳⑸渑c波長(zhǎng)的四次方的成反比)。不需要***,能更多收集來自成像截面的散射光子。***不能區(qū)分由離焦區(qū)域或焦點(diǎn)區(qū)發(fā)射出的散射光子,多光子在深層成像信噪比好。單光子激發(fā)所用的紫外或可見光在光束到達(dá)焦平面之前易被樣品吸收而衰減,不易對(duì)深層激發(fā)。多光子熒光成像的特點(diǎn)。深度成像∶與共聚焦相比能更好地對(duì)厚散射物質(zhì)成像。信噪比∶多光子吸收采用的波長(zhǎng)是單光子吸收的2倍以上,所以顯微試樣中的瑞利散射更小,熒光測(cè)定的信噪比更高。觀察活細(xì)胞∶離子測(cè)量(i.e.Ca2+),GFP,發(fā)育生物學(xué)等—減少了光毒性和光漂白,能對(duì)細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)間觀察。證實(shí)了多光子顯...
基于多光子顯微鏡的神經(jīng)成像技術(shù)原理:多光子顯微鏡可用于深度成像和三維成像,因此可用于拍攝不透明的厚樣品。目前主要使用的多光子顯微鏡包括雙光子顯微鏡和三光子顯微鏡。雙光子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與共焦類似,區(qū)別在于:1)雙光子顯微鏡的激發(fā)光波長(zhǎng)比共焦長(zhǎng),能量較低,但穿透能力較強(qiáng);2)雙光子顯微鏡沒有小孔,提高了檢測(cè)效率;3)雙光子顯微鏡成像深度較快提高。那么,為什么雙光子能具有共焦顯微鏡所沒有的優(yōu)勢(shì)呢?原因是它采用雙光子激發(fā)方式。使用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的激發(fā)光子,光子的能量較低,因此電子需要吸收兩個(gè)這樣的激發(fā)光子才能達(dá)到激發(fā)態(tài),從而釋放出一個(gè)熒光光子。因此,熒光信號(hào)的強(qiáng)度與光強(qiáng)的平方成正比。因?yàn)榻裹c(diǎn)處的光...
對(duì)于雙光子成像而言,離焦和近表面熒光激發(fā)是兩個(gè)比較大的深度限制因素,而對(duì)于三光子成像這兩個(gè)問題大大減小,但是三光子成像由于熒光團(tuán)的吸收截面比2P要小得多,所以需要更高數(shù)量級(jí)的脈沖能量才能獲得與2P激發(fā)的相同強(qiáng)度的熒光信號(hào)。功能性3P顯微鏡比結(jié)構(gòu)性3P顯微鏡的要求更高,它需要更快速的掃描,以便及時(shí)采樣神經(jīng)元活動(dòng);需要更高的脈沖能量,以便在每個(gè)像素停留時(shí)間內(nèi)收集足夠的信號(hào)。復(fù)雜的行為通常涉及到大型的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)既具有局部的連接又具有遠(yuǎn)程的連接。要想將神經(jīng)元活動(dòng)與行為聯(lián)系起來,需要同時(shí)監(jiān)控非常龐大且分布普遍的神經(jīng)元的活動(dòng),大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)在幾十毫秒內(nèi)處理傳入的刺激,要想了解這種快速的神經(jīng)元...
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(duì)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(cè)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)...
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(hào)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(duì)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(duì)蛋白質(zhì)和基因活動(dòng)的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。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(wàn)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(duì)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...
某種物質(zhì)能產(chǎn)生熒光,首要條件是分子必須具有吸收的結(jié)構(gòu),即生色團(tuán)(分子中具有吸收特征頻率的光能的基團(tuán))。其次,該物質(zhì)必須具有一定的量子產(chǎn)率和適宣的環(huán)境。我們把分子中發(fā)射熒光的基團(tuán)稱為熒光團(tuán)。熒光團(tuán)一定是生色團(tuán),但生色團(tuán)不一定是熒光團(tuán)。因?yàn)?,如果生色團(tuán)的量子產(chǎn)率等于零,就不能發(fā)射出熒光,處于激發(fā)態(tài)的分子,可以由許多方式(如熱,碰撞)把能量釋放出來,發(fā)射熒光只是其中的一種方式。此外,一種物質(zhì)吸收光的能力及量子產(chǎn)率又與物質(zhì)所處的環(huán)境密切相關(guān)。多光子成像是一種非線性的過程,信號(hào)產(chǎn)生要求功率密度達(dá)到MW/cm2的量級(jí)。進(jìn)口多光子顯微鏡成像區(qū)域 1,光源、光路高度整合通過精密的設(shè)計(jì),將飛秒激光器、...
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)依賴于遠(yuǎn)...
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(hào)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(duì)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(duì)蛋白質(zhì)和基因活動(dòng)的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。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(wàn)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(duì)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...
多光子顯微鏡的前景巨大 作為一個(gè)多學(xué)科交叉、知識(shí)密集、資金密集的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),多光子顯微鏡涉及醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科,生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜,進(jìn)入門檻較高,是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)和高科技發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。過去的5年,多光子顯微鏡市場(chǎng)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。顯微鏡作為一個(gè)傳統(tǒng)的高科技行業(yè),其作用至今沒有被其他技術(shù)顛覆,只是不斷融合并發(fā)展相關(guān)技術(shù),在醫(yī)療和其他精密檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮著更大的作用。顯微鏡的商業(yè)化發(fā)展已進(jìn)入成熟期,主要需求來自教學(xué)、生命科學(xué)的研究及精密檢測(cè)等,全球市場(chǎng)呈現(xiàn)平緩的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。然而,**、、顯微鏡產(chǎn)品(如多光子...
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)依賴于遠(yuǎn)...
多光子顯微鏡的前景巨大 作為一個(gè)多學(xué)科交叉、知識(shí)密集、資金密集的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),多光子顯微鏡涉及醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科,生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜,進(jìn)入門檻較高,是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)和高科技發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。過去的5年,多光子顯微鏡市場(chǎng)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。顯微鏡作為一個(gè)傳統(tǒng)的高科技行業(yè),其作用至今沒有被其他技術(shù)顛覆,只是不斷融合并發(fā)展相關(guān)技術(shù),在醫(yī)療和其他精密檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮著更大的作用。顯微鏡的商業(yè)化發(fā)展已進(jìn)入成熟期,主要需求來自教學(xué)、生命科學(xué)的研究及精密檢測(cè)等,全球市場(chǎng)呈現(xiàn)平緩的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。然而,**、、顯微鏡產(chǎn)品(如多光子...
多光子激發(fā)掃描顯微成像系統(tǒng)的不足。只能對(duì)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(hào)會(huì)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(zhǎng)時(shí)間動(dòng)態(tài)觀測(cè)、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。多光子顯微鏡銷售/營(yíng)銷策略建議。美國(guó)共聚焦多光子顯微鏡準(zhǔn)確定位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(cè)體內(nèi)神經(jīng)元信號(hào),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)...
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(duì)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(cè)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)...