國內(nèi)激光雙光子顯微鏡光毒性

來源: 發(fā)布時(shí)間:2025-07-01

在高光子密度的情況下,熒光分子可以同時(shí)吸收兩個(gè)長(zhǎng)波長(zhǎng)的光子,然后發(fā)射出一個(gè)波長(zhǎng)較短的光子,其效果和使用一個(gè)波長(zhǎng)為長(zhǎng)波長(zhǎng)一半的光子去激發(fā)熒光分子是相同的(如下圖)。如煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH),在單光子激發(fā)時(shí),在波長(zhǎng)為350nm光的激發(fā)下發(fā)出450nm熒光;而在雙光子激發(fā)時(shí),可采用750nm的激發(fā)光得到450nm熒光。由于雙光子激發(fā)需要很高的光子密度,為了不損傷細(xì)胞,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,從而可以減少光漂白和光毒性帶來的不利影響。雙光子顯微鏡在多個(gè)領(lǐng)域研究中已有許多成功實(shí)例。國內(nèi)激光雙光子顯微鏡光毒性

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從雙光子的原理和特點(diǎn)我們就可以明顯的得出雙光子的優(yōu)點(diǎn):☆穿透能力強(qiáng):相對(duì)于紫外光,可見光和近紅外光都具有更強(qiáng)的穿透能力,因而受生物組織散射的影響更小,解決對(duì)生物組織中深層物質(zhì)的層析成像研究問題;☆高分辨率:由于雙光子吸收截面很小,只有在焦平面很小的區(qū)域內(nèi)可以激發(fā)出熒光,雙光子吸收局限于焦點(diǎn)處的體積約為波長(zhǎng)3次方的范圍內(nèi);☆漂白區(qū)域?。河捎诩ぐl(fā)只存在于交點(diǎn)處,所以焦點(diǎn)以外的區(qū)域都不會(huì)發(fā)生光漂白現(xiàn)象;☆熒光收集率高:與共聚焦成像相比,雙光子成像不需要光學(xué)濾波器(共焦),這樣就提高了對(duì)熒光的收集率,而收集率的提高直接導(dǎo)致圖像對(duì)比度的提高。熒光雙光子顯微鏡光毒性雙光子顯微鏡的探測(cè)器,該怎么選用?

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與普通顯微鏡相比,電子顯微鏡可以在更小的尺度上觀察事物,冷凍電子顯微鏡可以觀察活性生物大分子。雙光子顯微鏡有什么優(yōu)勢(shì)?它能做普通光學(xué)顯微鏡做不到的事情嗎?原來雙光子顯微鏡可以準(zhǔn)確穿透厚標(biāo)本進(jìn)行定點(diǎn)和***觀察!因?yàn)殡姶挪ǖ牟ㄩL(zhǎng)越短,粒子越強(qiáng),散射的影響越大。雙光子顯微鏡將激發(fā)光源改為長(zhǎng)波長(zhǎng)激光,增加了激光的穿透力,同時(shí)降低了對(duì)細(xì)胞的毒性。此外,由于雙光子激發(fā)效應(yīng)只能發(fā)生在物鏡的焦點(diǎn)處,因此掃描精度極高,還可以提高激發(fā)光效率,減少掃描點(diǎn)以外的熒光物質(zhì)的消耗。

雙光子技術(shù)在醫(yī)學(xué)診斷方面有著巨大的應(yīng)用潛力。這方面沒有標(biāo)準(zhǔn)和體系,需要系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)研究和龐大的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)支撐。通過基于多光子成像技術(shù)研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)、生化成分、微環(huán)境、組織形態(tài)、代謝功能的影響信息,可以發(fā)現(xiàn)與細(xì)胞學(xué)、分子生物學(xué)、組織病理學(xué)、疾病的診斷和特征的關(guān)系。共同探索生理病理基礎(chǔ)和分子細(xì)胞生物學(xué)機(jī)制,篩選皮膚病、自身免疫性疾病等疑難疾病的識(shí)別、診斷和鑒別診斷依據(jù),建立全新完整的多光子細(xì)胞診斷數(shù)據(jù)庫,明確不同疾病的多光子臨床檢測(cè)設(shè)備產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。在討論環(huán)節(jié),來自病理科、呼吸中心、心內(nèi)科、神經(jīng)內(nèi)科、皮膚科、研究所的多位醫(yī)生和科研人員結(jié)合各自的工作領(lǐng)域,與王愛民副教授進(jìn)行了熱烈的討論。其中,毛發(fā)中心楊頂權(quán)主任擬再次邀請(qǐng)王愛民副教授進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。通過此次學(xué)術(shù)交流,病理學(xué)系和研究所分別與王愛民副教授課題組達(dá)成了初步合作意向。雙光子顯微鏡可以在小鼠的的任何部位進(jìn)行有生命體成像。

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雙光子的來源:飛秒激光的雙光子吸收理論早在1931年就由諾貝爾獎(jiǎng)獲得者M(jìn)ariaGoeppertMayer提出,并在30年后因?yàn)榧す舛玫綄?shí)驗(yàn)驗(yàn)證,但WinfriedDenk用了近30年才發(fā)明了雙光子顯微鏡。要理解雙光子的技術(shù)挑戰(zhàn)和飛秒激光發(fā)揮的重要作用,首先要理解非線性過程。雙光子吸收相當(dāng)于和頻產(chǎn)生的非線性過程,需要極高的電場(chǎng)強(qiáng)度,電場(chǎng)取決于聚焦光斑的大小和激光脈沖寬度。聚焦光斑越小,脈沖寬度越窄,雙光子吸收效率越高。對(duì)于衍射極限顯微鏡,聚焦在樣品上的光斑大小只與物鏡NA和激光波長(zhǎng)有關(guān),所以關(guān)鍵變量只有激光脈沖寬度?;谝陨戏治觯軌蜉敵龈咧貜?fù)率(100MHz)的超短脈沖(100fs量級(jí))的飛秒激光已經(jīng)成為雙光子顯微鏡的標(biāo)準(zhǔn)激發(fā)光源。這再次顯示了雙光子顯微鏡的優(yōu)勢(shì):雙光子吸收只能在焦平面形成,而在焦平面之外,由于光強(qiáng)較低,無法激發(fā),所以雙光子成像更清晰。雙光子顯微鏡廠家就找滔博生物。美國雙光子顯微鏡應(yīng)用

雙光子顯微鏡還可以對(duì)一些具有雙光子特性的染料細(xì)胞進(jìn)行特定實(shí)驗(yàn);國內(nèi)激光雙光子顯微鏡光毒性

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。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)本的“透明度”得到提高。國內(nèi)激光雙光子顯微鏡光毒性