双光子显微镜基本参数
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双光子显微镜企业商机

从双光子的原理和特点我们就可以明显的得出双光子的优点:☆穿透能力强:相对于紫外光,可见光和近红外光都具有更强的穿透能力,因而受生物组织散射的影响更小,解决对生物组织中深层物质的层析成像研究问题;☆高分辨率:由于双光子吸收截面很小,只有在焦平面很小的区域内可以激发出荧光,双光子吸收局限于焦点处的体积约为波长3次方的范围内;☆漂白区域小:由于激发只存在于交点处,所以焦点以外的区域都不会发生光漂白现象;☆荧光收集率高:与共聚焦成像相比,双光子成像不需要光学滤波器(共焦),这样就提高了对荧光的收集率,而收集率的提高直接导致图像对比度的提高。双光子显微镜能够在细胞甚至是亚细胞水平上对神经细胞的形态结构、离子浓度、细胞运动、进行直接成像监测。国内激光荧光双光子显微镜供应商

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双光子的来源:飞秒激光的双光子吸收理论早在1931年就由诺贝尔奖获得者MariaGoeppertMayer提出,并在30年后因为激光而得到实验验证,但WinfriedDenk用了近30年才发明了双光子显微镜。要理解双光子的技术挑战和飞秒激光发挥的重要作用,首先要理解非线性过程。双光子吸收相当于和频产生的非线性过程,需要极高的电场强度,电场取决于聚焦光斑的大小和激光脉冲宽度。聚焦光斑越小,脉冲宽度越窄,双光子吸收效率越高。对于衍射极限显微镜,聚焦在样品上的光斑大小只与物镜NA和激光波长有关,所以关键变量只有激光脉冲宽度。基于以上分析,能够输出高重复率(100MHz)的超短脉冲(100fs量级)的飞秒激光已经成为双光子显微镜的标准激发光源。这再次显示了双光子显微镜的优势:双光子吸收只能在焦平面形成,而在焦平面之外,由于光强较低,无法激发,所以双光子成像更清晰。进口ultima双光子显微镜用途双光子显微镜角膜成像。

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首先,双光子成像采用波长范围约在700~1000nm的近红外光激发,在组织中的散射系数较小,穿透性很好,因此非常适合厚样本的观察。同时,由于是近红外光激发,也能避免样品中激发波长较短的自发荧光物质的干扰,可获得较强的荧光信号(如下图)。所以双光子成像具有较深的穿透力和较小的光毒性。通常在活物脑组织中双光子显微镜有效成像深度可达200~500μm,能够较好地进行三维成像。双光子成像的另一大优势在于精确的空间点聚焦性。一般条件下,物质只会被单光子激发,只有在光子密度足够高的情况下,物质才会吸收两个光子从而被激发,所以,双光子只会在光子密度蕞高的物镜焦点附近发生,很少产生焦平面外的杂散光(如下图)。这种性质既提高了成像质量,也降低了样本的光漂白、光损伤区域。基于这些优势,使得双光子显微镜非常适合对活细胞、活组织进行长时间在体成像。

通过对显微光学系统的重新设计,将FHIRM-TPM2.0的成像视场扩展至420×420平方微米,显微物镜的工作距离扩展至1mm,实现无创成像。嵌入可拆卸的快速轴向扫描模块,实现深度180微米的三维体成像和多平面快速切换的实时成像。该模块由一个快速电动变焦镜头和一对中继镜头组成,在不同深度成像时保持放大率恒定。其中,变焦模块重1.8克,科研人员可以根据实验要求自由拆卸。此外,新型微型成像探头可以瞬间插拔,极大简化了实验操作,避免了长时间实验对动物的干扰。反复装卸探针追踪同批神经元时,视场旋转角度小于0.07弧度,边界偏差小于35微米。双光子显微镜还可以对一些具有特性的染料细胞进行实验,还有一些短波长可以利用双光子特性进行特定实验。

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双光子技术在医疗诊断应用中具有巨大的潜力,需要系统的医学研究与庞大的医疗数据加以支撑,通过研究人体基于多光子成像技术,进行细胞结构、生化成分、微环境、组织形态、代谢功能的影响信息,找到与疾病的细胞学、分子生物学、组织病理学、诊断和特征的关联关系,共同探究生理病理基础和分子细胞生物学机制,筛选鉴定、皮肤病、自身免疫病及其他疑难疾病的诊断及鉴别诊断依据,建立全新的多光子细胞诊断的完整数据库,定义出针对不同疾病的多光子临床检测设备的产品标准。讨论环节,来自病理科、呼吸中心、心脏科、神经科、皮肤科及研究所的多位医师及研究人员纷纷结合各自的工作领域与王爱民副教授展开了热烈的讨论,其中毛发中心杨顶权主任计划再次邀请王爱民副教授进行学术交流。双光子显微镜在各领域研究中已有许多成功实例。进口ultima双光子显微镜用途

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而配合了双光子激发技术,激光共聚扫描显微镜则能更好得发挥功效。那么,什么是双光子激发技术呢?在高光子密度的情况下,荧光分子可以同时吸收2个长波长的光子使电子跃迁到较高能级,经过一个很短的时间后,电子再跃迁回低能级同时放出一个波长为长波长一半的光子(P=h/λ)。利用这个原理,便诞生了双光子激发技术。双光子显微镜使用长波长脉冲激光,通过物镜汇聚,由于双光子激发需要很高的光子密度,而物镜焦点处的光子密度是比较高的,所以只有在焦点处才能发生双光子激发,产生荧光,该点产生的荧光再穿过物镜,被光探头接收,从而达到逐点扫描的效果。国内激光荧光双光子显微镜供应商

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