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美國investigator雙光子顯微鏡成像視野一般是多少

來源: 發(fā)布時(shí)間:2022-02-16

Denk很快就將雙光子顯微鏡用于神經(jīng)元成像,而1997年在Svoboda測(cè)量完整老鼠大腦的錐體神經(jīng)元的感官刺激誘導(dǎo)樹突鈣離子動(dòng)態(tài)后,雙光子顯微鏡的潛能開始完全凸顯。值得一提的是,霍華德·休斯醫(yī)學(xué)院Svoboda實(shí)驗(yàn)室和Thorlabs在2016年合作推出了一種強(qiáng)大的多光子介觀顯微鏡,其成像視場(chǎng)達(dá)到5毫米,能夠跨多個(gè)腦區(qū)進(jìn)行高速功能成像。根據(jù)清華大學(xué)單一采購來源的**指導(dǎo)意見:這種顯微鏡的視場(chǎng)是普通雙光子顯微鏡的10倍。30年來,雙光子顯微鏡已成為較厚生物組織三維成像中不可或缺的工具。從雙光子到三光子甚至四光子,這種非線性成像技術(shù)通常也被統(tǒng)稱為多光子顯微鏡。自1990年以來每年發(fā)表的多光子顯微鏡文章數(shù)量,發(fā)展速度可見一斑。雙光子顯微鏡在組織透明化成像中應(yīng)用。美國investigator雙光子顯微鏡成像視野一般是多少

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FHIRM-TPM 2.0擴(kuò)大了微型雙光子顯微鏡的適用性和實(shí)用性,使神經(jīng)科學(xué)家能夠更自由地探索更多新的行為范式,包括身體運(yùn)動(dòng)、長時(shí)程的復(fù)雜過程,如學(xué)習(xí)和記憶,社會(huì)互動(dòng)和恐懼條件反射,甚至是慢性疾病的進(jìn)展和老化,如神經(jīng)發(fā)生和再生,疾病進(jìn)展和衰老,以破譯大腦的奧秘。在一批“早鳥項(xiàng)目”中,該系統(tǒng)已被多個(gè)研究組應(yīng)用于不同的模式動(dòng)物和行為范式,如小鼠的社交新穎性識(shí)別、斑胸草雀受***調(diào)控后大腦特定神經(jīng)元變化、新型神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿探針的傳導(dǎo)適應(yīng)性分析以及獼猴三腦區(qū)成像等多項(xiàng)研究。依托兩代微型化雙光子成像技術(shù),該團(tuán)隊(duì)還在南京市江北新區(qū)建立了規(guī)?;咄磕X功能成像的南京腦觀象臺(tái)(Nanjing Brian Observatory),于2020年12月10日舉辦了落成典禮。通過與世界范圍內(nèi)的神經(jīng)科學(xué)家進(jìn)行廣合作,腦觀象臺(tái)現(xiàn)正在服務(wù)三十多個(gè)科研項(xiàng)目,成為開展大型腦科學(xué)問題研究的重要科研服務(wù)平臺(tái)。美國bruker雙光子顯微鏡原理雙光子顯微鏡在組織透明化成像中應(yīng)用;

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隨著技術(shù)的發(fā)展,雙光子顯微鏡的性能得到不斷地優(yōu)化,結(jié)合它的特點(diǎn),大致可以分成深和活兩個(gè)方面的提升。深要想讓激發(fā)激光進(jìn)入更深的層面,大致可從兩個(gè)方面入手,裝置優(yōu)化與標(biāo)本改造。關(guān)于裝置優(yōu)化,我們可以把激光束變得更細(xì),使能量更加集中,就能讓激光穿透更深。關(guān)于標(biāo)本,其中影響光傳播的主要是物質(zhì)吸收和散射,解決這個(gè)問題,我們需要對(duì)樣本進(jìn)行透明化處理。一種方法是運(yùn)用某種物質(zhì)將標(biāo)本浸泡,使其中的物質(zhì)(主要是脂質(zhì))被破壞或溶解。另一種方法是運(yùn)用電泳將脂質(zhì)電解,讓標(biāo)本“透明度”提高。高光子密度帶來的高能量容易損傷細(xì)胞,所以雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。這種激光器發(fā)出的激光具有很高的峰值能量和很低的平均能量,其脈沖達(dá)到最大值所持續(xù)的周期只有十萬億分之一秒,而其頻率可以達(dá)到80至100兆赫,這樣即能達(dá)到雙光子激發(fā)的高光子密度要求,又能不損傷細(xì)胞,使掃描能更好地進(jìn)行。

雙光子顯微成像技術(shù)不是什么新技術(shù),早在20多年前就有了,目前已經(jīng)在生命科學(xué)和材料科學(xué)中廣泛應(yīng)用。幾年前雙光子過期后,已經(jīng)推出自己的雙光子顯微鏡的廠家估計(jì)不少于10家以上。即便如此,世界上很多實(shí)驗(yàn)室都搭雙光子,自己搭的好處有很多,首先是便宜,尤其是實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)有飛秒激光器,那就更很省錢了。其次是靈活,可以選擇針對(duì)特殊用途的搭配,改動(dòng)也靈活。好處就是可以鍛煉隊(duì)伍,一趟走下來可以把新手帶出來,后期維護(hù)也更加自由。當(dāng)然壞處也不少,首先是操心,特別是第1次搭的時(shí)候,開始要想方案,后來要解決各種實(shí)際問題。其次是花時(shí)間,加上買配件的時(shí)間,比買一臺(tái)現(xiàn)成的商業(yè)化雙光子耗時(shí)長?,F(xiàn)在已經(jīng)有不少關(guān)于如何搭雙光子顯微鏡的文章,各種protocol,大多是老外寫的,中文的較少。其實(shí)完全自己搭一套好用的系統(tǒng)還是不容易的,尤其是沒有經(jīng)驗(yàn)的時(shí)候,容易走彎路,多花錢,也多花時(shí)間,再加上雙光子的重要器件都需要從國外購買,在國內(nèi)買這些東西耗時(shí)較長。因此,我想總結(jié)一下我們的經(jīng)驗(yàn),貼出來分享,希望能幫到想自己動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)室,雙光子顯微鏡使用的是高能量鎖模脈沖器。

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和很多偉大的科學(xué)發(fā)明一樣,雙光子顯微鏡的出現(xiàn)也有一點(diǎn)偶然,但正是那瞬間的靈感為生物科學(xué)尤其是神經(jīng)科學(xué)帶來了一種**性的成像技術(shù):雙光子激發(fā)熒光顯微鏡。1990年初,當(dāng)WinfriedDenk剛從康奈爾大學(xué)博士畢業(yè)準(zhǔn)備前往瑞士讀博后時(shí),他看了一本關(guān)于激光掃描顯微鏡的書,從中了解到非線性光學(xué)效應(yīng)——強(qiáng)光和物質(zhì)的相互作用。當(dāng)時(shí),Denk有同事研究生物樣品中的鈣離子但苦于沒有強(qiáng)大的紫外激光器和光學(xué)元件,于是他就想到如果使用雙光子吸收就能夠繞開紫外,換言之,與其通過一個(gè)紫外光子激發(fā)標(biāo)記的鈣離子,通過兩個(gè)雙倍波長的可見光光子也能激發(fā)相同的熒光。雙光子顯微鏡已延伸到各個(gè)領(lǐng)域研究中,它能對(duì)樣品進(jìn)行三維觀察。美國ultima雙光子顯微鏡成像原理

雙光子顯微鏡在各領(lǐng)域研究中已有許多成功實(shí)例。美國investigator雙光子顯微鏡成像視野一般是多少

1.生物組織對(duì)紅外光的吸收弱,對(duì)可見光吸收強(qiáng)。類似的,平時(shí)用手電筒照射手指,會(huì)看到手通透紅亮,也是由于生物組織對(duì)長波長的紅光吸收少。2.生物組織對(duì)紅外光的散射弱。因?yàn)槿鹄⑸涞膹?qiáng)度反比于波長λ的四次方。類似的,早晨的太陽非常紅,也就是因?yàn)殚L波長的紅光穿透力更強(qiáng)。這兩點(diǎn)共同導(dǎo)致長波長的紅外光比可見光對(duì)生物組織的穿透能力強(qiáng)。與單光子顯微鏡(如共聚焦顯微鏡)相比,雙光子顯微鏡可以使用約二倍波長的激光去激發(fā)熒光團(tuán)。長波長光束散射程度低(RayleighScattering),所以穿透能力強(qiáng)。美國investigator雙光子顯微鏡成像視野一般是多少