雙光子熒光顯微鏡是結合了激光掃描共聚焦顯微鏡和雙光子激發(fā)技術的一種新技術。雙光子激發(fā)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,在經(jīng)過一個很短的所謂激發(fā)態(tài)壽命的時間后,發(fā)射出一個波長較短的光子;其效果和使用一個波長為長波長一半的光子去激發(fā)熒光分子是相同的。雙(多)光子成像優(yōu)勢在于,具有更深的組織穿透深度,利用紅外光,能夠在層面檢測極限達1mm的組織區(qū)域;因信號背景比高,而具有更高的對比度;因激發(fā)體積小,具有定點激發(fā)的特性,具有更少的光毒性;激發(fā)波長由紫外、可見光調整為紅外激發(fā),能夠更加地安全。雙光子顯微鏡在生物醫(yī)學研究中有廣泛的應用,可以觀察細胞內的亞細胞結構、蛋白質分布、細胞活動等。國外熒光激光雙光子顯微鏡用途
隨著技術的發(fā)展,雙光子顯微鏡的性能得到不斷地優(yōu)化,結合它的特點,大致可以分成深和活兩方面的提升。要想讓激發(fā)激光進入更深的層面,大致可從兩個方面入手,裝置優(yōu)化與標本改造。關于裝置優(yōu)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。國外2PPLUS雙光子顯微鏡價格雙光子顯微鏡將得到更大的發(fā)展與更廣的應用。
光學顯微鏡和電子顯微鏡本質的區(qū)別在于,光學顯微鏡:用的是可見光電子顯微鏡:用的是高頻電子射波有什么區(qū)別,在于一個基本的原理,光的衍射。。。光波是一個有趣的東西,其中有一項,如果物體的體積小于光的波長,光一般可以繞過去,不發(fā)生明顯變化。也就是說,有這個物體和沒這個物體,在這種情況下,光是不會發(fā)生明顯改變的??梢姽獾牟ㄩL(肉眼):380~780納米,也就是,如果比380納米還要小的東西,用光學顯微鏡,無論你放大多少倍,也是看不見的。因為光繞過去了。。。光的衍射為了克服這個問題,科學家用波長更短的光去照射物體,也是就被觀測物。比如10納米級的光,這樣,就能看到我們用肉眼無論如何都看不見的東西。這就是電子顯微鏡多說一句,光速是不變的。光速=頻率×波長。波長越短,頻率越大。。頻率越大,光波的能量越大。這就是為什么電子顯微鏡的功率越大,能看到的東西越小。顏色取決于物體能反射光的波長的長短當你看到的物體小于較小可見光的波長,那它就是沒有顏色的。。。因為顏色是肉眼對于可見光頻率在大腦中的投影。。。。所以只能把他們統(tǒng)一變?yōu)楹诎?。。。沒有顏色不是透明的意思,它們不是肉眼可見顏色的定義中包含的。
雙光子的來源:飛秒激光的雙光子吸收理論早在1931年就由諾貝爾獎獲得者MariaGoeppertMayer提出,并在30年后因為激光而得到實驗驗證,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。雙光子吸收相當于和頻產(chǎn)生的非線性過程,需要極高的電場強度,電場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和激光波長有關,所以關鍵變量只有激光脈沖寬度。基于以上分析,能夠輸出高重復率(100MHz)的超短脈沖(100fs量級)的飛秒激光已經(jīng)成為雙光子顯微鏡的標準激發(fā)光源。這再次顯示了雙光子顯微鏡的優(yōu)勢:雙光子吸收只能在焦平面形成,而在焦平面之外,由于光強較低,無法激發(fā),所以雙光子成像更清晰。雙光子顯微鏡使用方法是什么?
隨著技術的發(fā)展,雙光子顯微鏡的性能不斷優(yōu)化。結合其特點,大致可以分為兩個方面:深入和主動改進。為了使激發(fā)激光進入更深的層次,可以從器件優(yōu)化和標本改造兩個方面入手。關于器件的優(yōu)化,我們可以把激光束做得更細,集中能量,讓激光穿透得更深。對于樣品,物質的吸收和散射是影響光傳播的主要因素。為了解決這個問題,我們需要將樣本透明化。一種方法是用某種物質浸泡標本,使其中的物質(主要是脂質)被破壞或溶解。另一種方法是通過電泳電解脂類,從而提高標本的“透明度”。雙光子顯微鏡角膜成像。國外激光雙光子顯微鏡授權商
雙光子顯微鏡還可以對一些具有雙光子特性的染料細胞進行特定實驗;國外熒光激光雙光子顯微鏡用途
而配合了雙光子激發(fā)技術,激光共聚掃描顯微鏡則能更好得發(fā)揮功效。那么,什么是雙光子激發(fā)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(jīng)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(fā)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(fā)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(fā)生雙光子激發(fā),產(chǎn)生熒光,該點產(chǎn)生的熒光再穿過物鏡,被光探頭接收,從而達到逐點掃描的效果。國外熒光激光雙光子顯微鏡用途