配合雙光子激發技術,激光共聚掃描顯微鏡則能更好得發揮功效。那么,什么是雙光子激發技術呢?在高光子密度的情況下,熒光分子可以同時吸收2個長波長的光子使電子躍遷到較高能級,經過一個很短的時間后,電子再躍遷回低能級同時放出一個波長為長波長一半的光子(P=h/λ)。利用這個原理,便誕生了雙光子激發技術。雙光子顯微鏡使用長波長脈沖激光,通過物鏡匯聚,由于雙光子激發需要很高的光子密度,而物鏡焦點處的光子密度是比較高的,所以只有在焦點處才能發生雙光子激發,產生熒光,該點產生的熒光再次穿過物鏡,被光探頭接收,從而達到逐點掃描的效果。雙光子顯微鏡除了可以進行厚的組織樣品拍攝以外呢,可以在小鼠的的任何部位進行成像。進口investigator雙光子顯微鏡光子探測
其實電子顯微鏡相比光學顯微鏡的重要優勢或意義不在于放大倍數,而在于超高的分辨率。這兩者是不同的。一般來說,觀察時,除了放大物體外,還需要將其與其他相鄰物體區分開來。如果兩個相鄰粒子的圖像在光學顯微鏡下,即使放大很大程度,也可能看到兩個相交的亮點(艾里斑),沒有明顯的邊界(更不用說細節了),說明分辨率不夠。沒有分辨率談放大是沒有意義的。光學顯微鏡的分辨率極限是阿貝極限,大約是光波波長的一半。通常稱之為光學顯微鏡的放大極限,但準確的說應該叫分辨率極限。原因是光的衍射,根本原因是光的波粒二象性。電子衍射實驗證明了電子的波動性,所以在電子顯微鏡中用電子代替光是可能的。電子顯微鏡也有很多種,被攝體像REM。也有根據衍射規律觀察的電子顯微鏡,如低能電子衍射(LEED)和透射電子顯微鏡(TEM)。兩者主要用于觀察晶體,根據晶體的周期特性在倒易空間產生衍射像,借助埃爾沃德球或傅里葉變換將其變換到實空間,即可得到真實的晶體表面像。國內bruker雙光子顯微鏡商家雙光子顯微鏡的基本原理是:在高光子密度的情況下,熒光分子可以同時吸收 2 個長波長的光子。
共聚焦顯微可以呈現這么漂亮的圖像,是不是什么樣品都可以用共聚焦顯微鏡拍拍拍.....得到各種各樣清晰漂亮的圖像呢?答案是否定的,任何事物都有優缺點,何況一臺儀器呢,共聚焦顯微鏡也是有自己的局限,共聚焦有哪些局限呢:1.共聚焦顯微鏡只能拍攝約200um以內的的樣品,對于厚的或者樣品不能進拍攝;2.共聚焦顯微鏡由于是逐點進行掃描,對樣品的光毒性還是比較大的,特別是拍攝活細胞樣品時就更容易對樣品進行淬滅;3.由于光照射的區域幾乎能通過這個Z軸的層面,所以對于空間定點光刺激的實驗定點位置就不是特別精確;并且激光共聚焦顯微鏡沒有純紫外進行激發,對于一些特殊激發波長的實驗,效率非常低。
雙光子顯微成像技術不是什么新技術,早在20多年前就有了,目前已經在生命科學和材料科學中廣泛應用。幾年前雙光子**過期后,已經推出自己的雙光子顯微鏡的廠家估計不少于10家以上。即便如此,世界上很多實驗室都搭雙光子,自己搭的好處有很多,首先是便宜,尤其是實驗室已經有飛秒激光器,那就更很省錢了。其次是靈活,可以選擇針對特殊用途的搭配,改動也靈活。結束后的好處就是可以鍛煉隊伍,一趟走下來可以把新手帶出來,后期維護也更加自由。當然壞處也不少,首先是操心,特別是第1次搭的時候,開始要想方案,后來要解決各種實際問題。其次是花時間,加上買配件的時間,比買一臺現成的商業化雙光子耗時長。現在已經有不少關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。其實完全自己搭一套好用的系統還是不容易的,尤其是沒有經驗的時候,容易走彎路,多花錢,也多花時間,再加上雙光子的重要器件都需要從國外購買,在國內買這些東西耗時較長。因此,我想總結一下我們的經驗,貼出來分享,希望能幫到想自己動手的實驗室雙光子顯微鏡的應用中,該如何選擇以及更好的使用PMT。
要想讓激發激光進入更深的層面,大致可從兩個方面入手,裝置優化與標本改造。關于裝置優化,我們可以把激光束變得更細,使能量更加集中,就能讓激光穿透更深。關于標本,其中影響光傳播的主要是物質吸收和散射,解決這個問題,我們需要對樣本進行透明化處理。一種方法是運用某種物質將標本浸泡,使其中的物質(主要是脂質)被破壞或溶解。另一種方法是運用電泳將脂質電解,讓標本“透明度”提高。高光子密度帶來的高能量容易損傷細胞,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,其脈沖達到最大值所持續的周期只有十萬億分之一秒,而其頻率可以達到80至100兆赫,這樣即能達到雙光子激發的高光子密度要求,又能不損傷細胞,使掃描能更好地進行。雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。國內bruker雙光子顯微鏡商家電話
雙光子顯微鏡使用的是可見光或近紅外光作為光源。進口investigator雙光子顯微鏡光子探測
在國家自然科學基金委國家重大科研儀器研制專項《超高時空分辨微型化雙光子在體顯微成像系統》的支持下,北京大學分子醫學研究所、信息科學技術學院、動態成像中心、生命科學學院、工學院聯合中國人民醫學科學院組成跨學科團隊,歷經三年多的協同奮戰,成功研制新一代高速分辨微型化雙光子熒光顯微鏡,并獲取了小鼠在自由行為過程中大腦神經元和神經突觸活動清晰、穩定的圖像。原始論文于5月29日在線發表于自然雜志子刊NatureMethods(IF25.3),并已申請多項。進口investigator雙光子顯微鏡光子探測