貝塞爾光束+雙光子熒光實(shí)現(xiàn)高時(shí)空分辨率在體體積成像技術(shù)背景：活生物體的生物過程成像需要具有三維高時(shí)空分辨率率的光學(xué)顯微成像手段。如，在體腦成像需要亞微米空間分辨率區(qū)分突觸(synapses)、神經(jīng)元用來通訊和協(xié)調(diào)活動(dòng)(communicate and coordinate activity)的特定亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)等，以及亞秒級(jí)時(shí)間分辨率來追蹤神經(jīng)元活動(dòng)。盡管在一個(gè)體積內(nèi)(如跨同一神經(jīng)元的樹突)研究突觸活動(dòng)是常用的手段，但是仍然缺乏能以高時(shí)空分辨率對(duì)突觸進(jìn)行三維成像的方法。在體成像技術(shù)中，雙光子熒光顯微鏡(two-photon fluorescence microscopy, 2PFM)是對(duì)大腦這樣的不 ...

在雙光子顯微鏡中，920nm是最主要的也是最多使用的波長(zhǎng)，用來激發(fā)主要的熒光蛋白進(jìn)行成像，如綠色熒光蛋白GFP，GCaMP。鈦寶石可調(diào)諧激光器+電光調(diào)制器的方案因其昂貴的成本、系統(tǒng)的復(fù)雜性，已逐漸被單波長(zhǎng)飛秒激光器+聲光調(diào)制器方案所替代。 圖一：左：Chameleon系列鈦寶石飛秒激光器和Conoptics電光調(diào)制器；右：ALCOR XSight 920nm光纖飛秒激光器，集成聲光調(diào)制器用于全功率調(diào)制，激光頭尺寸387*151*91mm3, <7kg。 法國(guó)SPARK LASERS公司于2017年推出“ALCOR”系列飛秒光纖激光器，功率最高可達(dá)2W@10 ...

：小鼠腸道的雙光子熒光顯微鏡圖像用Sytox Green標(biāo)記細(xì)胞核（洋紅色），F(xiàn)ITC濾波器；用Alexa Fluor 568 Phaloidin標(biāo)記肌動(dòng)蛋白絲（綠色），TRITC過濾器。兩種熒光標(biāo)記物同時(shí)被SCH激光器激發(fā)，用尼康的熒光濾片組過濾熒光。Image taken at ICFO-SLN the Super-Resolution Light Microscopy at ICFO- Institute of Photonics Sciences, Barcelona, Spain.綜上所述，F(xiàn)YLA公司推出的新型、緊湊而強(qiáng)大的SCH全光纖飛秒激光器激光器，提供15fs的脈沖持續(xù)時(shí)間和 ...

CARS）、雙光子熒光、二次諧波生成（second-harmonic generation, SHG）成像等（參見本訂閱號(hào)前述多光子相關(guān)文章，傳送門1，傳送門2，傳送門3）。這些成像方法對(duì)指示疾病狀況的潛在組織結(jié)構(gòu)和成分敏感。最近，由于諸如通過全息手段控制光場(chǎng)及控制光在復(fù)雜介質(zhì)中的傳輸?shù)炔ㄇ罢渭夹g(shù)的發(fā)展，使得用細(xì)的多模光纖作為激光掃描顯微內(nèi)窺鏡的探頭成為可能。當(dāng)前不足：多模光纖不能夠保持光的偏振態(tài)，現(xiàn)有的保持光纖偏振態(tài)的方法都很復(fù)雜。而使用偏振光可以觀測(cè)到二階非線性極化率張量。二階非線性極化率張量能反映樣品的組成、手性和結(jié)構(gòu)組織（例如局部原纖維取向）。文章創(chuàng)新點(diǎn)：捷克共和國(guó)CAS科學(xué)儀器研究 ...

1436Hz純相位空間光調(diào)制器在雙光子/鈣離子成像中的應(yīng)用一、引言雙光子成像是利用雙光子吸收的一種成像技術(shù)，雙光子吸收是指原子或分子在時(shí)間和空間上同時(shí)吸收兩個(gè)光子而躍遷到高能級(jí)的現(xiàn)象。因此反應(yīng)概率遠(yuǎn)小于一般的單光子吸收，它的幾率正比于光強(qiáng)度的平方。神經(jīng)元鈣成像（calcium imaging）技術(shù)的原理就是借助鈣離子濃度與神經(jīng)元活動(dòng)之間的嚴(yán)格對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用特殊的熒光染料或者蛋白質(zhì)熒光探針（鈣離子指示劑，calcium indicator），將神經(jīng)元當(dāng)中的鈣離子濃度通過雙光子吸收激發(fā)的熒光強(qiáng)度表征出來，從而達(dá)到檢測(cè)神經(jīng)元活動(dòng)的目的。美國(guó)Meadowlark Optics公司專注于模擬尋找純相位空 ...

第二代微型化雙光子熒光顯微鏡FHIRM-TPM 2.0，其成像視野是第一代微型化顯微鏡的7.8倍，同時(shí)儀器還具備了三維成像能力，能有效獲取小鼠在自由運(yùn)動(dòng)行為中大腦三維區(qū)域內(nèi)上千個(gè)神經(jīng)元清晰穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)功能圖像，并且實(shí)現(xiàn)了針對(duì)同一批神經(jīng)元長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月的追蹤記錄。FHIRM - TPM 2.0成像視野拓寬至420 x420平方微米，微透鏡工作距離延長(zhǎng)至1 mm，實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)成像;嵌入可拆卸快速軸向掃描模塊，該掃描模塊采用了Mirrorcle推出的MEMS掃描鏡（MEMS掃描鏡 、MEMS掃描鏡開發(fā)套件），全部由單晶硅制成，也就是說這種設(shè)計(jì)使運(yùn)動(dòng)部件不包括任何易出故障的部件，例如，金屬、聚合物、壓電材料等。 ...

，如共聚焦或雙光子熒光，通過使生物組織在生理?xiàng)l件下的高分辨率成像成為可能，已經(jīng)徹底改變了生命科學(xué)。激光掃描通常是用一對(duì)振鏡或聲光調(diào)制器來完成的。在這些掃描模式中，通過以光柵方式逐點(diǎn)逐行移動(dòng)激光束來重建圖像。這種方法的缺點(diǎn)是時(shí)域分辨率受到掃描器有限響應(yīng)時(shí)間的限制。即使有可能提高設(shè)備的掃描速度，也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)更基本的限制。為了以更短的每像素停留時(shí)間(即光束停留在樣品中某一點(diǎn)并從該點(diǎn)收集光信號(hào)的時(shí)間)來維持足夠的熒光信號(hào)，通常需要增加激光強(qiáng)度。然而信號(hào)采集的速率受到存在的發(fā)色團(tuán)分子的數(shù)量和它們被激發(fā)的頻率的限制。因此即使在完全沒有光損傷的情況下，激發(fā)強(qiáng)度也不能不斷增加以實(shí)現(xiàn)更快的掃描或更短的停留時(shí)間， ...

溶液中掃描的雙光子熒光光斑采集的光子數(shù)(像素停留時(shí)間，3.2μs)，內(nèi)嵌扁平切割光纖與NA = 0.66， ψ = ~4°的錐形光纖；FF圖中的等值線顯示錐形光纖收集到的zui大光子數(shù)。比例尺，500μm。e, NA-0.66 錐形光纖在pbs -熒光素溶液中的光子收集的等距線(頂部色條，每個(gè)像素的光子數(shù);停留時(shí)間，3.2μs)；等值線在10、20、50和100光子處繪制。比例尺，500μm。f，上，遠(yuǎn)場(chǎng)成像系統(tǒng)示意圖。L1、L2、L3，成像鏡；BPF，帶通濾波器;NBF，近紅外阻斷濾波器；sCOMS，科學(xué)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體。底部，纖維輸出小關(guān)節(jié)的遠(yuǎn)場(chǎng)圖像顯示，當(dāng)光源沿著錐形光纖移動(dòng)時(shí)，直徑 ...

蛋白則可實(shí)現(xiàn)雙光子熒光顯微。雙光子顯微鏡的優(yōu)勢(shì)在于：1. 漂白局限于焦點(diǎn)處：因?yàn)闊晒饧ぐl(fā)只發(fā)生在物鏡的焦點(diǎn)上，所以相對(duì)于激光共聚焦顯微技術(shù)就不需要共聚焦針孔了。這樣提高了光的檢測(cè)，而且光漂白只發(fā)生在焦點(diǎn)上。焦點(diǎn)外的光漂白和光損傷很小。2. 提高信噪比。激發(fā)光波長(zhǎng)和發(fā)射光波長(zhǎng)具有很大的差別，提高了信噪比 。3. 更容易穿透標(biāo)本：紅外波長(zhǎng)的光不易被細(xì)胞散射，能穿透更深的標(biāo)本。 昊量光電為雙光子顯微、多光子顯微提供各種關(guān)鍵部件，雙光子用780nm、920nm、1030nm飛秒激光器，三光子用1300nm、1550nm、1700nm飛秒激光器、多光子專用空間光調(diào)制器，顯微光學(xué)自適應(yīng)系統(tǒng)，鈦寶石飛秒激光 ...