خلفية المشروع

في أواخر ثمانينيات القرن الماضي، وباعتبارها تقنية التصوير الفلوري البيولوجي المتقدمة عالميًا، انتشر استخدام المجهر الليزري متحد البؤر على نطاق واسع في مجال تصوير المواد البيولوجية بالفلورة. إلا أن هذا المجهر يعاني من عيبٍ يتمثل في أن فتحة متحد البؤر لا تحجب الفلورة خارج البؤرة فحسب، بل تحجب أيضًا الفلورة المتناثرة من الأنسجة البيولوجية الناتجة عن البؤرة. يؤدي هذا إلى انخفاض كفاءة جمع الفلورة، ولا يتجاوز عمق التصوير بضع مئات من الميكرومترات. لذا، ظهرت تقنية المجهر الفلوري ثنائي الفوتون في تسعينيات القرن الماضي، والتي تجمع بين المجهر الليزري متحد البؤر وتقنيات التحفيز ثنائي الفوتون. يُضبط طول موجة التحفيز في عملية امتصاص الفوتونين دائمًا ضمن نطاق النافذة البيولوجية عند 680-1080 نانومتر، مما يجنب تلف الخلايا أو الكائنات الحية بفعل الأشعة فوق البنفسجية، ويسمح باختراق أعمق.

يُستخدم ليزر التيتانيوم والياقوت ذو النبضات الفيمتوثانية حاليًا على نطاق واسع في مجاهر التألق ثنائي الفوتون، إلا أن حجمه الكبير وسعره المرتفع يُعيقان تطوير تقنية التصوير المجهري ثنائي الفوتون في علوم الحياة والكيمياء والتطبيقات الطبية. ولذلك، يُستخدم ليزر الحالة الصلبة ذو النبضات دون النانوثانية، بتصميمه المدمج وسعره المناسب، كمصدر ليزر قياسي مُجمّع في تطبيقات مثل التشخيص الطبي.

 الفرق بين التصوير المجهري متحد البؤر/التصوير الفلوري ثنائي الفوتون

مقدمة في النظرية

النظرية الأساسية للإثارة ثنائية الفوتون: في ظل كثافة فوتونات عالية، عند تحفيز جزيء الفلورة، يمتص الفوتونان موجتين طويلتين، ثم يعودان إلى الحالة الأرضية من خلال انبعاث تلقائي لفوتون الفلورة بعد انتقال الإثارة والاسترخاء الاهتزازي. بالمقارنة مع التصوير المجهري الفلوري التقليدي أحادي الفوتون، فإن الإشارة الضوئية للتصوير المجهري الفلوري ثنائي الفوتون غير خطية. الضوء المحفز هو مصدر ليزر ذو طول موجي طويل وقدرة ذروة عالية، ويكون طول موجة انبعاث فوتون الفلورة أطول بقليل من نصف طول موجة الإثارة.

مخطط عملية الإثارة ثنائية الفوتون     مخطط نظرية التصوير المجهري الفلوري ثنائي الفوتون

التكنولوجيا والميزات

تستخدم تقنية التصوير المجهري الفلوري ثنائي الفوتون مصدر ليزر يعمل بالأشعة تحت الحمراء القريبة، ولا تتطلب فتحة بؤرية نظرًا لخصائصها غير الخطية. وبالمقارنة مع المجهر البؤري، تتميز تقنية التصوير المجهري الفلوري ثنائي الفوتون بالمزايا التالية:

عمق تصوير أكبر وتلف بصري أقل؛

لا حاجة لفتحة بؤرية، كما أن كفاءة جمع الفلورة تتحسن بشكل كبير؛

دقة مكانية عالية ونسبة تباين عالية؛

نطاق إثارة صغير، سمية ضوئية، وتغير لون الجلد؛

توجد مسافة طويلة بين طول موجة الانبعاث وطول موجة الإثارة، مما يتجنب التداخل الطيفي؛

المنتجات والخدمات

في مجال مجاهر التألق ثنائي الفوتون، توفر شركة Reallight أنواعًا مختلفة من ليزرات الرقائق الدقيقة ذات النبضات دون النانوثانية، والتي تتميز بصغر حجمها، ونمطها الطولي الأحادي، وقدرتها الذروية العالية، لتلبية متطلبات العملاء المتنوعة في علوم الحياة، والكيمياء التحليلية، والتطبيقات الطبية السريرية. كما توفر Reallight مصادر ليزر مصممة خصيصًا لتلبية احتياجات العملاء.

تنويه: بعض محتوى هذه المقالة مأخوذ من الإنترنت لأغراض البحث التقني وتبادل المعلومات، وهو مُقدّم كمرجع ومعلومات تعليمية. نرحب بأي تصحيحات في حال وجود أخطاء أو اختلافات أكاديمية. في حال وجود أي مشاكل متعلقة بحقوق النشر، يُرجى التواصل معنا للتحقق منها وإزالتها فورًا.