雙光子顯微成像技術不是什么新技術,早在20多年前就有了,目前已經(jīng)在生命科學和材料科學中廣泛應用。幾年前雙光子**過期后,已經(jīng)推出自己的雙光子顯微鏡的廠家估計不少于10家以上。即便如此,世界上很多實驗室都搭雙光子,自己搭的好處有很多,首先是便宜,尤其是實驗室已經(jīng)有飛秒激光器,那就更很省錢了。其次是靈活,可以選擇針對特殊用途的搭配,改動也靈活。結(jié)束后的好處就是可以鍛煉隊伍,一趟走下來可以把新手帶出來,后期維護也更加自由。當然壞處也不少,首先是操心,特別是第1次搭的時候,開始要想方案,后來要解決各種實際問題。其次是花時間,加上買配件的時間,比買一臺現(xiàn)成的商業(yè)化雙光子耗時長?,F(xiàn)在已經(jīng)有不少關于如何搭雙光子顯微鏡的文章,各種protocol,大多是老外寫的,中文的較少。其實完全自己搭一套好用的系統(tǒng)還是不容易的,尤其是沒有經(jīng)驗的時候,容易走彎路,多花錢,也多花時間,再加上雙光子的重要器件都需要從國外購買,在國內(nèi)買這些東西耗時較長。因此,我想總結(jié)一下我們的經(jīng)驗,貼出來分享,希望能幫到想自己動手的實驗室雙光子顯微鏡是新型的熒光顯微鏡,其原理大致是這樣的;國外ultima2PPLUS雙光子顯微鏡光損傷
通過并行化不同激光波長的激光掃描,研究人員增加了在相同時間內(nèi)可以成像的體積,同時保持了高的時間和空間分辨率。研究人員通過引入兩種不同波長的鈣信號熒光探針,將神經(jīng)元群體的活動標記為兩種不同的顏色,同時激發(fā)兩種不同波長的探針,從而實現(xiàn)了兩種顏色的并行數(shù)據(jù)記錄。為了實現(xiàn)三維空間成像,研究人員還在兩個激光束上配置了快速變焦系統(tǒng),即一個電透鏡和一個空間光調(diào)制器。因此,可以以10Hz的速度同時記錄10個500微米和500微米的平面,覆蓋600微米的深度,覆蓋大腦皮層第二層到第五層的結(jié)構,體積內(nèi)可以記錄2000多個神經(jīng)元。2PPLUS雙光子顯微鏡成像視野是多少雙光子顯微鏡能夠進行指標成像;
雙光子熒光顯微鏡是激光掃描共聚焦顯微鏡和雙光子激發(fā)技術相結(jié)合的新技術。雙光子激發(fā)的基本原理是:在光子密度較高的情況下,熒光分子可以同時吸收兩個波長較長的光子,經(jīng)過短暫的所謂激發(fā)態(tài)壽命后,發(fā)射一個波長較短的光子;效果和用波長為長波長一半的光子激發(fā)熒光分子是一樣的。雙(多)光子成像的優(yōu)點是具有更深的組織穿透深度,紅外光可以在平面上探測到極限為1mm的組織區(qū)域;因為信號背景比高,所以具有更高的對比度;由于激發(fā)體積小,具有定點激發(fā)、光毒性小的特點;激發(fā)波長由紫外、可見光調(diào)整為紅外激發(fā),更加安全。
雙光子技術在醫(yī)學診斷方面有著巨大的應用潛力。這方面沒有標準和體系,需要系統(tǒng)的醫(yī)學研究和龐大的醫(yī)學數(shù)據(jù)支撐。通過基于多光子成像技術研究細胞結(jié)構、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)與細胞學、分子生物學、組織病理學、疾病的診斷和特征的關系。共同探索生理病理基礎和分子細胞生物學機制,篩選皮膚病、自身免疫性疾病等疑難疾病的識別、診斷和鑒別診斷依據(jù),建立全新完整的多光子細胞診斷數(shù)據(jù)庫,明確不同疾病的多光子臨床檢測設備產(chǎn)品標準。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)合各自的工作領域,與王愛民副教授進行了熱烈的討論。其中,毛發(fā)中心楊頂權主任擬再次邀請王愛民副教授進行學術交流。通過此次學術交流,病理學系和研究所分別與王愛民副教授課題組達成了初步合作意向。雙光子顯微鏡使用方法是什么?
臨研所、病理科和科研處邀請北京大學王愛民副教授在2020年12月22日做了題目為“新一代微型雙光子顯微成像系統(tǒng)介紹及其在臨床醫(yī)療診斷”的學術報告。學術報告由臨研所醫(yī)學實驗研究平臺潘琳老師主持。王愛民,北京大學信息科學技術學院副教授,畢業(yè)于北京大學物理系,獲學士、碩士學位,后于英國巴斯大學物理系獲博士學位。該研究組研發(fā)的微型雙光子顯微鏡,第1次在國際上獲得了小鼠大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸清晰穩(wěn)定的動態(tài)信號,該成果獲得了2017年度“中國光學進展”和“中國科學進展”,并被NatureMethods評為2018年度“年度方法--無限制行為動物成像”。目前,該研究組正在研究新一代雙光子顯微成像技術在臨床診斷中的應用,為未來即時病理、離體組織檢測、術中診斷等提供新型的影像手段和分析方法。雙光子顯微鏡觀察到的現(xiàn)象證明了鈣離子的增加依賴于肌體觸發(fā)的鈉離子作用電勢。進口investigator雙光子顯微鏡應用是什么
在深度組織中以較長時間對細胞成像,雙光子顯微鏡是當前之選。國外ultima2PPLUS雙光子顯微鏡光損傷
通過對顯微光學系統(tǒng)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(xiàn)無創(chuàng)成像。嵌入可拆卸的快速軸向掃描模塊,實現(xiàn)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(jù)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(jīng)元時,視場旋轉(zhuǎn)角度小于0.07弧度,邊界偏差小于35微米。國外ultima2PPLUS雙光子顯微鏡光損傷