美國(guó)清醒動(dòng)物多光子顯微鏡成像區(qū)域

來源: 發(fā)布時(shí)間:2021-10-08

多光子激發(fā)在紫外成像的優(yōu)勢(shì)在可見光脈沖中能得到紫外衍射的顯微觀察像。即使不使用紫外域光源、光學(xué)元件用可見光源、光學(xué)元件就能得到紫外光激勵(lì)的高空間分辨率圖像。多光子在生物成像中的優(yōu)勢(shì)在生物顯微鏡觀察方面,較早考慮的是不損壞生物本身的活性狀態(tài),維持水分、離子濃度、氧和養(yǎng)分的流通。在光觀察場(chǎng)合,無論是熱還是光子能量方面都必須停留在細(xì)胞不受損傷的照射量、光能量?jī)?nèi)。多光子顯微鏡則能夠滿足此,而且還具有很多優(yōu)點(diǎn)。如三維分辨率、深度侵入、在散射效率、背景光、信噪比、控制等方面,均有以往激光顯微鏡不具備,或具有無法比擬的超越特性。顯微鏡產(chǎn)品正拉動(dòng)市場(chǎng)需求,多光子顯微鏡市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?。美?guó)清醒動(dòng)物多光子顯微鏡成像區(qū)域

美國(guó)清醒動(dòng)物多光子顯微鏡成像區(qū)域,多光子顯微鏡

    多光子顯微優(yōu)點(diǎn):☆光損傷?。河捎陔p光子顯微鏡使用的是可見光或近紅外光作為激發(fā)光源,這一波段的光對(duì)細(xì)胞和組織的光損傷小,適用于長(zhǎng)時(shí)間的研究;☆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)域小:由于激發(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,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;☆圖像對(duì)比度高:由于熒光波長(zhǎng)小于入射波長(zhǎng),因而瑞利散射產(chǎn)生的背景噪聲只有單光子激發(fā)時(shí)的1/16,降低了散射的干擾;☆光子躍遷具有很強(qiáng)的選擇激發(fā)性,所以可以對(duì)生物組織中一些特殊物質(zhì)進(jìn)行成像研究;☆避免組織自發(fā)熒光的干擾,獲得較強(qiáng)的樣品熒光:生物組織中的自發(fā)熒光物質(zhì)的激發(fā)波長(zhǎng)一般在350~560nm范圍內(nèi),采用近紅外或紅外波段的激光作為光源,能**降低生物組織對(duì)激發(fā)光吸收。 美國(guó)清醒動(dòng)物多光子顯微鏡成像區(qū)域利用多光子顯微鏡的多點(diǎn)光ji活能力,我們可以研究多個(gè)神經(jīng)細(xì)胞之間的連接和控制。

美國(guó)清醒動(dòng)物多光子顯微鏡成像區(qū)域,多光子顯微鏡

多光子顯微鏡對(duì)成像深度的改善利用紅光或紅外光激發(fā),光散射?。ㄐ×W拥纳⑸渑c波長(zhǎng)的四次方的成反比)。不需要***,能更多收集來自成像截面的散射光子。***不能區(qū)分由離焦區(qū)域或焦點(diǎn)區(qū)發(fā)射出的散射光子,多光子在深層成像信噪比好。單光子激發(fā)所用的紫外或可見光在光束到達(dá)焦平面之前易被樣品吸收而衰減,不易對(duì)深層激發(fā)。多光子熒光成像的特點(diǎn)。深度成像∶與共聚焦相比能更好地對(duì)厚散射物質(zhì)成像。信噪比∶多光子吸收采用的波長(zhǎng)是單光子吸收的2倍以上,所以顯微試樣中的瑞利散射更小,熒光測(cè)定的信噪比更高。觀察活細(xì)胞∶離子測(cè)量(i.e.Ca2+),GFP,發(fā)育生物學(xué)等—減少了光毒性和光漂白,能對(duì)細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)間觀察。

當(dāng)激光光束焦點(diǎn)的位置在鏡面上,此時(shí)被反射的激光在無限空間中成為準(zhǔn)直光束,并在OBJ2的焦平面上形成了一個(gè)激光光斑。同理,如果橫向掃描光束,則會(huì)形成遠(yuǎn)離傾斜鏡鏡面的焦點(diǎn),這又導(dǎo)致返回的光束會(huì)聚或發(fā)散,進(jìn)而OBJ2能在軸向不同位置形成焦點(diǎn),通過這種方式即能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的軸向掃描。對(duì)于較小的傾斜角,聚焦沒有球差。該組在實(shí)驗(yàn)中表征了這種將橫向掃描轉(zhuǎn)換為軸向掃描技術(shù)的光學(xué)性能,并使用它將光片顯微鏡的成像速度提升了一個(gè)數(shù)量級(jí),從而可以在三個(gè)維度上量化快速的囊泡動(dòng)力學(xué)。該組還演示了使用雙光子光柵掃描顯微鏡以12 kHz進(jìn)行共振遠(yuǎn)程聚焦,該技術(shù)可對(duì)大腦組織和斑馬魚心臟動(dòng)力學(xué)進(jìn)行快速成像,并具有衍射極限的分辨率。 多光子顯微鏡作為一種研究微觀結(jié)構(gòu)和功能的技術(shù),在眾多領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。

美國(guó)清醒動(dòng)物多光子顯微鏡成像區(qū)域,多光子顯微鏡

    從應(yīng)用的行業(yè)來看,多光子激光掃描顯微鏡主要集中于機(jī)構(gòu)、學(xué)校及醫(yī)院對(duì)生物科學(xué)的研究。與此同時(shí),光學(xué)玻璃、液晶材料、濾光片、電子元器件等光學(xué)材料則組成了上行業(yè)。處于中游的多光子激光掃描顯微鏡行業(yè)正是受到上下**業(yè)的共同影響,才會(huì)呈現(xiàn)出目前的市場(chǎng)態(tài)勢(shì)。2020年,全球多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了,預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為(2021-2027)。中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)快速,2020年,中國(guó)多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)收入達(dá)到了,預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為(2021-2027)。本報(bào)告研究“十三五”期間全球及中國(guó)市場(chǎng)多光子激光掃描顯微鏡的供給和需求情況,以及“十四五”期間行業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)。重點(diǎn)分析全球多光子激光掃描顯微鏡的產(chǎn)能、產(chǎn)量、銷量、收入和增長(zhǎng)潛力,歷史數(shù)據(jù)2016-2020年,預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)2021-2027年。本文同時(shí)著重分析多光子激光掃描顯微鏡行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局,包括全球市場(chǎng)主要廠商競(jìng)爭(zhēng)格局和中國(guó)本土市場(chǎng)主要廠商競(jìng)爭(zhēng)格局,重點(diǎn)分析全球主要廠商多光子激光掃描顯微鏡產(chǎn)值、價(jià)格和市場(chǎng)份額,全球多光子激光掃描顯微鏡產(chǎn)地分布情況等。 多光子顯微鏡技術(shù)的優(yōu)勢(shì)如何?又有哪些應(yīng)用?全自動(dòng)多光子顯微鏡

多光子成像是一種非線性的過程,信號(hào)產(chǎn)生要求功率密度達(dá)到MW/cm2的量級(jí)。美國(guó)清醒動(dòng)物多光子顯微鏡成像區(qū)域

國(guó)內(nèi)顯微鏡制造市場(chǎng)目前斷層嚴(yán)重。目前我國(guó)顯微鏡行業(yè)發(fā)展缺乏技術(shù)沉淀,20年以上經(jīng)營(yíng)積累的企業(yè)十分稀缺,深度精密制造、光學(xué)主要部件設(shè)計(jì)及工藝嚴(yán)重制約產(chǎn)業(yè)升級(jí)。目前中國(guó)顯微鏡中如多光子顯微鏡、共聚焦掃描和電子顯微鏡等主要集中在徠卡顯微系統(tǒng)、蔡司、尼康、奧林巴斯等國(guó)外企業(yè)。國(guó)內(nèi)具備生產(chǎn)顯微鏡能力的企業(yè)屈指可數(shù),若國(guó)內(nèi)顯微鏡企業(yè)能打破技術(shù)壁壘,切入顯微鏡市場(chǎng),企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)將騰躍至一個(gè)更高的格局。未來國(guó)產(chǎn)多光子激光掃描顯微鏡替代空間大。目前中國(guó)使用的多光子激光掃描顯微鏡幾乎被徠卡顯微系統(tǒng)、蔡司、尼康和奧林巴斯壟斷。國(guó)內(nèi)有能力開始生產(chǎn)多光子激光掃描顯微鏡的企業(yè)極少,若國(guó)內(nèi)能夠制造出高性能、高可靠性的多光子激光掃描顯微鏡,無異是會(huì)面臨極大的市場(chǎng)機(jī)遇。美國(guó)清醒動(dòng)物多光子顯微鏡成像區(qū)域