微型化三光子显微镜研制成功

北京大学程和平、王爱民研究团队日前于《自然-方法》在线发表研究论文。文章报道了一款重量仅为2.17克的微型化三光子显微镜,能直接透过大脑皮层和胼胝体,首次实现对自由行为小鼠的大脑全皮层和海马神经元功能成像,为揭示大脑深部结构中的神经机制开启了新的研究范式。 “事实上,解析脑连接图谱和功能动态图谱是各国脑科学计划的一个重点研究方向。”课题组成员、北大未来技术学院博士后赵春竹介绍,海马体位于皮层和胼胝体下面,在短期记忆到长期记忆的巩固、空间记忆和情绪编码等方面起着重要作用。由于大脑组织,特别是胼胝体,具有对光的高散射光学特性,因此突破成像深度极限是长期以来困扰神经科学家的一个极大挑战。“此前的微型单光子及微型多光子显微镜,均无法实现穿透全皮层直接对海马区进行无损成像。” 正因如此,打造自由运动动物佩戴式显微成像类研究工具成为当务之急。北京大学最新研制的微型化三光子显微镜突破了此前成像深度极限:显微镜激发光路可以穿透整个小鼠大脑......阅读全文

LaVision双光子显微镜多线扫描双光子成像(三)

2.2.多线TPLSM中通过成像检测释放光    在单光束TPLSM中,光电倍增管PMT或者雪崩二极管APD可以很方便地用于释放光检测,由于双光子激发的原理,激发只发生在激光焦点处。因此,用于屏蔽离焦光线的共焦小孔变得不必要,并且可以使用NDD检测。这意味着激发光不会被送回扫描镜,而是直接进入位于靠

双光子显微镜的双光子显微镜的优势

双光子荧光显微镜有很多优点:1)长波长的光比短波长的光受散射影响较小容易穿透标本;2)焦平面外的荧光分子不被激发使较多的激发光可以到达焦平面,使激发光可以穿透更深的标本;3)长波长的近红外光比短波长的光对细胞毒性小;4)使用双光子显微镜观察标本的时候,只有在焦平面上才有光漂白和光毒性。所以,双光子显

显微镜里,单光子、双光子显微镜的区别

这个以前解释过,单光子就是通常的荧光激发方式,一个光子激发一个荧光分子发光,荧光波长比激发波长稍微长一些;双光子就是用两个光子激发一个荧光分子,激发光子能量小于荧光光子能量,因此激发波长长于荧光波长。现在公认的双光子激发的用途:1. 用于用到红外激发,穿透深度要高于单光子激发,2. 用于需要更高的激

多光子显微镜成像技术:双光子显微镜角膜成像

角膜提供了眼睛的大部分折射能力,由5层组成(图1),从外到内依次是上皮层,鲍曼层、基质、角膜后弹力层(间质膜)、内皮层。 wx_article_20200815180121_819doe.jpg 图1 角膜的组织学结构 上皮层负责阻挡异物落入角膜,厚约50μm,由三

多光子显微镜成像技术:双光子显微镜角膜成像

角膜提供了眼睛的大部分折射能力,由5层组成(图1),从外到内依次是上皮层,鲍曼层、基质、角膜后弹力层(间质膜)、内皮层。图1 角膜的组织学结构上皮层负责阻挡异物落入角膜,厚约50μm,由三种细胞构成,从外到内依次是表层细胞、翼细胞和基底细胞。只有基底细胞可进行有丝分裂和分化,基底细胞的补充是由从角膜

LaVision双光子显微镜肿瘤生长与入侵动态成像(三)

Fig 4. HT-1080双色细胞的原位入侵模型。a 注射后6天入侵类型的分类。缺少入侵(上,左)并且散布单个细胞(上,右;白色箭头),散射的或者紧密地丝状整体入侵(下图)。标尺250um。 b 45个连续的非依赖性肿瘤的按中所分入侵模式的频率。11天时,沿着纹状肌肉纤维集体入侵丝的定位。

三光子显微镜揭示清醒小鼠脑中全部皮质层

  美国麻省理工学院(MIT)的Picower研究所开发的新型三光子显微镜能够提供高速、低功率的超短光脉冲,能够到达大脑内的深层目标,而不会造成功能性干扰或物理损伤。它能够高效地检测由细胞发出的荧光,并产生具有清晰分辨率和快速帧速率的图像。三光子显微镜使科学家们能够更深入地观察大脑,因为较低能量、较

双光子显微镜简介

双光子荧光显微镜是结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术的一种新技术。双光子激发的基本原理是:在高光子密度的情况下,荧光分子可以同时吸收 2 个长波长的光子,在经过一个很短的所谓激发态寿命的时间后,发射出一个波长较短的光子;其效果和使用一个波长为长波长一半的光子去激发荧光分子是相同的。双光子

多光子显微镜成像技术:多光子显微镜用于体内神经元...

多光子显微镜成像技术:多光子显微镜用于体内神经元成像的多种技术与传统的单光子宽视野荧光显微镜相比,多光子显微镜(MPM)具有光学切片和深层成像等功能,这两个优势极大地促进了研究者们对于完整活体大脑深处神经的了解与认识。2019年,Jerome Lecoq等人从大脑深处的神经元成像、大量神经元成像、高

微型化三光子显微镜研制成功

 北京大学程和平、王爱民研究团队日前于《自然-方法》在线发表研究论文。文章报道了一款重量仅为2.17克的微型化三光子显微镜,能直接透过大脑皮层和胼胝体,首次实现对自由行为小鼠的大脑全皮层和海马神经元功能成像,为揭示大脑深部结构中的神经机制开启了新的研究范式。  “事实上,解析脑连接图谱和功能动态图谱

LaVision双光子显微镜无损伤无标记THG成像(三)

Fig. 4.THG成像深度与自动化细胞检测 (A–C) 小鼠额前叶皮质的THG图像,成像深度分别为100, 200, and 300 μm 。每幅图像都是3个以2微米深度间隔独立图像的最大密度投影(D) 110 μm深度处神经元细胞的自动检测THG图像。细胞检测的运算法则定义为以红色显示的

双光子荧光显微镜

在一般的荧光现象中,由于激发光的光子密度低,一个荧光分子只能同时吸收一个光子,再通过辐射跃迁发射一个荧光光子,这就是单光子荧光。对于以激光为光源的荧光激发过程,则可能产生双光子甚至多光子荧光现象,这时所用的激发光源强度高,光子密度满足荧光分子同时吸收两个光子的要求。以一般的激光为激发光源的过程中,光

双光子共聚焦显微镜

双光子共聚焦显微镜是为了解决生物检测中样品染料标记的光漂白现象而提出的,因为共焦孔径光阑必须足够小以获得高分辨率的图像,而孔径小又会挡掉很大部分从样品发出的荧光,包括从焦平面发出的荧光,这样就要求激发光必须足够强以获得足够的信噪比;而高强度的激光会使荧光染料在连续扫描过程中迅速褪色(即光漂白现象),

LaVision双光子显微镜多线扫描双光子成像(二)

2. 方法与结果    为了从激光扫描显微镜的功能性成像中得出重要结论,一个高的时间分辨率是很重要的。在低光情况下,这通常通过进行单线扫描来获取。这被以一个垂直系统(VS)神经元的突触前分支的激光共聚焦(Leica SP2)钙离子成像示例 (see Fig. 1, Table 1). 这类神

LaVision双光子显微镜多线扫描双光子成像(四)

2.3. 多线TPLSM中的获取模式    我们以两种获取模式操作多线TPLSM:第一种,整个研究使用所谓“帧扫描”模式,以64束激光在X、Y方向扫描样品。因此焦平面上激发了均一性照明,假定光束阵列的横向步长尺寸没有过于粗糙(通常使用≤400 nm的步长尺寸)。在Fig. 3A,展示了以“帧

LaVision双光子显微镜多线扫描双光子成像(一)

Journal of Neuroscience Methods 151 (2006) 276–286Application of multiline two-photon microscopy to functional in vivo imagingRafael Kurtz a,∗, Matthi

LaVision双光子显微镜亚细胞水平的深层组织成像(三)

Figure 2 NIR和IR双光子激发和释放光谱。通过在同一焦平面对不同波长的Ti:Sa激光和OPO激光获取多幅图像并对扫描间的能量强度和漂白进行校正后的激发光谱。为获取红色和内在荧光团以及SHG的释放光谱,信号通过物镜,光谱仪和CCD相机检测。 (a) 自然状态下,SDS-PAGE前后的

与单光子共焦显微镜相比,双光子共焦显微镜有何优点

  双光子共焦显微镜具有许多突出的优点:双光子共焦显微镜可以采用波长比较长的、在生物组织中穿透能力比较强的红外激光作为激发光源,因此可以解决生物组织中深层物质的层析成像问题。由于双光子荧光波长距离发光波长,因此双光子共焦显微镜可以实现暗场成像。双光子可以避免普通成像中的荧光漂白问题和生物细胞的光致毒

与单光子共焦显微镜相比,双光子共焦显微镜有何优点

  双光子共焦显微镜具有许多突出的优点:双光子共焦显微镜可以采用波长比较长的、在生物组织中穿透能力比较强的红外激光作为激发光源,因此可以解决生物组织中深层物质的层析成像问题。由于双光子荧光波长距离发光波长,因此双光子共焦显微镜可以实现暗场成像。双光子可以避免普通成像中的荧光漂白问题和生物细胞的光致毒

与单光子共焦显微镜相比,双光子共焦显微镜有何优点

  双光子共焦显微镜具有许多突出的优点:双光子共焦显微镜可以采用波长比较长的、在生物组织中穿透能力比较强的红外激光作为激发光源,因此可以解决生物组织中深层物质的层析成像问题。由于双光子荧光波长距离发光波长,因此双光子共焦显微镜可以实现暗场成像。双光子可以避免普通成像中的荧光漂白问题和生物细胞的光致毒

双光子显微镜首获航天员皮肤三维图像

  近日,神舟十五号航天员乘组使用由我国自主研制的空间站双光子显微镜开展在轨验证实验任务并取得成功。空间站双光子显微镜能以亚微米级分辨率清晰呈现出航天员皮肤结构及细胞的三维分布,具备对皮肤表层进行结构、组分等无创显微成像的能力。这是目前已知的世界首次在航天飞行过程中使用双光子显微镜获取航天员皮肤表皮

双光子显微镜首获航天员皮肤三维图像

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/3/494940.shtm #双光子显微镜首获航天员皮肤三维图像# 【上新!航天员在轨体检新工具】近日,神舟十五号航天员乘组使用由我国自主研制的空间站双光子显微镜开展在轨验证实验任务并取得成功。空间站双光子

三维成像!中国空间站双光子显微镜测试成功

中国空间站双光子显微镜测试成功  去年11月12日,空间站双光子显微镜搭乘天舟五号货运飞船成功运抵中国空间站,成为世界首台进入太空的双光子显微镜。 近日,中国空间站双光子显微镜完成在轨验证,神舟十五号航天员乘组通过该显微镜成功获得皮肤三维图像。  神舟十五号航天员乘组完成了双光子显微镜的安装、调试和

LaVision双光子显微镜多焦点扫描与光激活蛋白在...(三)

Fig. 5. 烟草BY-2原生质体中At2g38360-DsRed的定位和平行双光子荧光显微镜对pa-GFP的3D监测(64 foci, 920 nm, 240 mW)。 (a) 双光子荧光下降的量化分析,给出了一个123s的扩散时间常数。Figs. 3 and 4中的数据源于两个不同

双光子荧光显微镜的优点

双光子荧光显微镜有很多优点:1)长波长的光比短波长的光受散射影响较小容易穿透标本;2)焦平面外的荧光分子不被激发使较多的激发光可以到达焦平面,使激发光可以穿透更深的标本;3)长波长的近红外光比短波长的光对细胞毒性小;4)使用双光子显微镜观察标本的时候,只有在焦平面上才有光漂白和光毒性。所以,双光子显

光子首次被“劈裂”成三个

  据物理学家组织网近日报道,加拿大滑铁卢大学量子计算研究所(IQC)的科学家报告称,他们首次将一个光子直接“劈裂”成三个光子,这一最新研究有望促进量子技术的发展。  在该研究中,IQC首席研究员克里斯·威尔逊领导的科学家团队利用量子光学领域的自发参量下转换(SPDC)方法,首次将一个光子“劈裂”成

深脑成像利器:北京大学微型化三光子显微镜问世

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/2/494575.shtm 2023年2月23日,北京大学程和平、王爱民团队在 Nature Methods 在线发表题为“Miniature three-photon microscopy maximiz

程和平院士开发深脑成像的利器—微型化三光子显微镜

  2023年2月23日,北京大学程和平/王爱民团队在Nature Methods在线发表题为“Miniature three-photon microscopy maximized for scattered fluorescence collection”的文章。文中报道了重量仅为2.17克的微

光子扫描隧道显微镜的背景简介

光子扫描隧道显微镜(PSTM)是电子扫描隧道显微镜的光学模拟,它对样品的光学特性特别敏感,且大大突破了传统光学显微镜的衍射极限的限制,是扫描探针显微镜家族中新出现的一个成员。光学显微镜使用方便 ,图像解释简单明了,对试样无损伤,可观察物质的自然状态,通过光谱技术还能研究其化学组成等 ,因而应用范围极

双光子共焦显微镜有何优点

  双光子共焦显微镜具有许多突出的优点:双光子共焦显微镜可以采用波长比较长的、在生物组织中穿透能力比较强的红外激光作为激发光源,因此可以解决生物组织中深层物质的层析成像问题。由于双光子荧光波长距离发光波长,因此双光子共焦显微镜可以实现暗场成像。双光子可以避免普通成像中的荧光漂白问题和生物细胞的光致毒