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。雙光子顯微鏡中,同樣每個時刻只有焦平面上一個點的信號被探測,并且連焦平面外的熒光信號也不會有。美國熒光雙光子顯微鏡成像視野一般是多少
基因編碼的熒光探針可用于在突觸和細胞分辨率下監測體內神經元信號,這是揭示動物神經活動復雜機制的關鍵。雙光子顯微鏡(2PM)可以對鈣離子傳感器和谷氨酸傳感器進行亞細胞分辨率的成像,從而測量不透明腦深部的活動。成像膜的電壓變化可以直接反映神經元的活動,但神經元活動的速度對于常規的2PM來說太快了。目前,電壓成像主要由寬視場顯微鏡實現,但其空間分辨率較差,且只能在淺深度成像。因此,為了以高空間分辨率成像不透明腦中膜電壓的變化,需要將成像速率提高2PM。面向模塊輸出端的子脈沖序列可視為從虛擬光源陣列發出的光,這些子脈沖在中繼到顯微鏡物鏡后形成空間分離和時間延遲的聚焦陣列。然后,該模塊被集成到一個帶有高速數據采集系統的標準雙光子熒光顯微鏡中,如圖2所示。光源是重復頻率為1MHz的920nm激光器。FACED模塊可以產生80個脈沖焦點,脈沖時間間隔為2ns。這些焦點是虛擬源的圖像。虛光源越遠,物鏡處的光束尺寸越大,焦點越小。光束可以沿Y軸比沿X軸更好地填充物鏡,從而在X軸上產生0.82m和0.35m的橫向分辨率。美國雙光子顯微鏡最大分辨率雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器。
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。
通過對顯微光學系統的重新設計,將FHIRM-TPM2.0的成像視場擴展至420×420平方微米,顯微物鏡的工作距離擴展至1mm,實現無創成像。嵌入可拆卸的快速軸向掃描模塊,實現深度180微米的三維體成像和多平面快速切換的實時成像。該模塊由一個快速電動變焦鏡頭和一對中繼鏡頭組成,在不同深度成像時保持放大率恒定。其中,變焦模塊重1.8克,科研人員可以根據實驗要求自由拆卸。此外,新型微型成像探頭可以瞬間插拔,極大簡化了實驗操作,避免了長時間實驗對動物的干擾。反復裝卸探針追蹤同批神經元時,視場旋轉角度小于0.07弧度,邊界偏差小于35微米。雙光子顯微鏡的應用中,該如何選擇以及更好的使用PMT。
雙光子技術在醫療診斷應用中具有巨大的潛力,該領域還未形成標準和體系,還仍需要系統的醫學研究與龐大的醫療數據加以支撐,通過研究人體基于多光子成像技術,進行細胞結構、生化成分、微環境、組織形態、代謝功能的影響信息,找到與疾病的細胞學、分子生物學、組織病理學、診斷和特征的關聯關系,共同探究生理病理基礎和分子細胞生物學機制,篩選鑒定、皮膚病、自身免疫病及其他疑難疾病的診斷及鑒別診斷依據,建立全新的多光子細胞診斷的完整數據庫,定義出針對不同疾病的多光子臨床檢測設備的產品標準。討論環節,來自病理科、呼吸中心、心臟科、神經科、皮膚科及研究所的多位醫師及研究人員紛紛結合各自的工作領域與王愛民副教授展開了熱烈的討論,其中毛發中心楊頂權主任計劃再次邀請王愛民副教授進行學術交流。通過本次學術交流,病理科與研究所分別與王愛民副教授課題組達成了初步的合作意向。雙光子顯微鏡在各領域研究中已有許多成功實例。美國激光熒光雙光子顯微鏡供應商
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。美國熒光雙光子顯微鏡成像視野一般是多少
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