双光子显微镜基本参数
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双光子显微镜企业商机

其实电子显微镜相比光学显微镜的重要优势或意义不在于放大倍数,而在于超高的分辨率。这两者是不同的。一般来说,观察时,除了放大物体外,还需要将其与其他相邻物体区分开来。如果两个相邻粒子的图像在光学显微镜下,即使放大很大程度,也可能看到两个相交的亮点(艾里斑),没有明显的边界(更不用说细节了),说明分辨率不够。没有分辨率谈放大是没有意义的。光学显微镜的分辨率极限是阿贝极限,大约是光波波长的一半。通常称之为光学显微镜的放大极限,但准确的说应该叫分辨率极限。原因是光的衍射,根本原因是光的波粒二象性。电子衍射实验证明了电子的波动性,所以在电子显微镜中用电子代替光是可能的。电子显微镜也有很多种,被摄体像REM。也有根据衍射规律观察的电子显微镜,如低能电子衍射(LEED)和透射电子显微镜(TEM)。两者主要用于观察晶体,根据晶体的周期特性在倒易空间产生衍射像,借助埃尔沃德球或傅里叶变换将其变换到实空间,即可得到真实的晶体表面像。双光子显微镜使用的是可见光或近红外光作为光源。布鲁克双光子显微镜价位

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双光子显微镜(2PM)可以对钙离子传感器和谷氨酸传感器进行亚细胞分辨率的成像,从而测量不透明脑深部的活动。成像膜的电压变化可以直接反映神经元的活动,但神经元活动的速度对于常规的2PM来说太快了。目前,电压成像主要由宽视场显微镜实现,但其空间分辨率较差,且只能在浅深度成像。因此,为了以高空间分辨率成像不透明脑中膜电压的变化,需要将成像速率提高2PM。面向模块输出端的子脉冲序列可视为从虚拟光源阵列发出的光,这些子脉冲在中继到显微镜物镜后形成空间分离和时间延迟的聚焦阵列。然后,该模块被集成到一个带有高速数据采集系统的标准双光子荧光显微镜中,如图2所示。光源是重复频率为1MHz的920nm激光器。FACED模块可以产生80个脉冲焦点,脉冲时间间隔为2ns。这些焦点是虚拟源的图像。虚光源越远,物镜处的光束尺寸越大,焦点越小。光束可以沿Y轴比沿X轴更好地填充物镜,从而在X轴上产生0.82m和0.35m的横向分辨率。国外ultimainvestigator双光子显微镜的原理双光子显微镜明日之星--FemtoFiber ultra 920 。

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双光子显微镜是一种先进的成像技术,能够实现细胞或组织的深层观察。它的主要特点是使用双光子激发来产生荧光,从而实现对生物样品的高分辨率成像。双光子显微镜的工作原理是利用激光的脉冲宽度极窄的特性,将高能激光束聚焦到生物样品中,激发出荧光。这个过程需要使用一个特殊的双光子激发源,它能够将一个光子转换为两个光子,其中一个光子用于激发荧光,另一个光子则用于成像。双光子显微镜具有以下优点:高分辨率:由于双光子激发的特性,可以实现对生物样品的高分辨率成像,特别是对于深层组织的观察。穿透深度大:双光子激光的波长较长,能够更好地穿透生物组织,从而实现对深层细胞的观察。荧光寿命长:双光子激发产生的荧光寿命比单光子激发产生的荧光寿命长,这使得双光子显微镜能够更好地区分不同的荧光标记物。减少光毒性:由于双光子激发的能量较低,因此对生物样品的损伤较小,可以减少光毒性。总之,双光子显微镜是一种非常有用的成像技术,可以用于生物学、医学、材料科学等领域的研究。

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。双光子显微镜使用高能量锁模脉冲激光器。

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双光子荧光显微镜是结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术的一种新技术。双光子激发的基本原理是: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,在经过一个很短的所谓激发态寿命的时间后,发射出一个波长较短的光子;其效果和使用一个波长为长波长一半的光子去激发荧光分子是相同的。双(多)光子成像优势在于,具有更深的组织穿透深度,利用红外光,能够在层面检测极限达1mm的组织区域;因信号背景比高,而具有更高的对比度;因激发体积小,具有定点激发的特性,具有更少的光毒性;激发波长由紫外、可见光调整为红外激发,使其能够更加安全。于双光子激发需要两个光子同时到达,因此只有在焦点附近的样品区域才会激发,从而实现三维成像和高分辨率。进口bruker双光子显微镜磷光寿命计数

由于其非侵入性和高分辨率的特点,双光子显微镜成为了研究神经科学、ai症研究、免疫学等领域的重要工具。布鲁克双光子显微镜价位

随着技术的发展,双光子显微镜的性能得到不断地优化,结合它的特点,大致可以分成深和活两个方面的提升。要想让激发激光进入更深的层面,大致可从两个方面入手,装置优化与标本改造。关于装置优化,我们可以把激光束变得更细,使能量更加集中,就能让激光穿透更深。关于标本,其中影响光传播的主要是物质吸收和散射,解决这个问题,我们需要对样本进行透明化处理。一种方法是运用某种物质将标本浸泡,使其中的物质(主要是脂质)被破坏或溶解。另一种方法是运用电泳将脂质电解,让标本“透明度”提高。布鲁克双光子显微镜价位

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