Antecedentes del proyecto

A finales de la década de 1980, como la técnica de imagen de fluorescencia biológica más avanzada del mundo, el microscopio confocal láser se aplicó ampliamente en el campo de la imagen de fluorescencia para materiales biológicos. Sin embargo, el microscopio confocal láser tiene una desventaja: la apertura confocal no solo bloquea la fluorescencia fuera del punto focal, sino también la fluorescencia dispersa del tejido biológico producida por el punto focal. Esto conduce a una disminución de la eficiencia de recolección de fluorescencia, y la profundidad de imagen no puede ser superior a cientos de micrómetros. Por lo tanto, la tecnología de microscopía de fluorescencia de dos fotones apareció en la década de 1990, que combina el microscopio confocal láser y las tecnologías de estimulación de dos fotones. La longitud de onda de estimulación en el proceso de absorción de dos fotones siempre se establece en el rango de la ventana biológica de 680-1080 nm, lo que evita el daño de la luz UV a las células o al organismo vivo y permite una penetración más profunda.

Actualmente, el láser de zafiro de titanio de femtosegundos se utiliza ampliamente en la microscopía de fluorescencia de dos fotones, pero su gran tamaño y elevado precio limitan el desarrollo de esta tecnología en las ciencias biológicas, la química y las aplicaciones médicas. Por ello, el láser de estado sólido de subnanosegundos, con un diseño compacto y un precio asequible, se emplea como fuente láser estándar en aplicaciones como el diagnóstico médico.

 Diferencia entre la estructura de imágenes de microscopio confocal y la de imágenes de fluorescencia de dos fotones

Introducción a la teoría

Teoría básica de la excitación de dos fotones: En alta densidad de fotones, cuando se estimula una molécula fluorescente, los fotones absorben dos longitudes de onda largas y luego regresan al estado fundamental desde la emisión espontánea de fotones de fluorescencia después de la transición de excitación y la relajación vibracional. En comparación con la microscopía de fluorescencia de excitación de un solo fotón tradicional, la señal óptica de la microscopía de fluorescencia de excitación de dos fotones no es lineal. La luz estimulada es una fuente láser con longitud de onda larga y alta potencia pico, y la longitud de onda de emisión del fotón de fluorescencia es un poco mayor que la mitad de la longitud de onda de excitación.

Diagrama del proceso de excitación de dos fotones Diagrama de la teoría de la obtención de imágenes mediante microscopía de fluorescencia de dos fotones

Tecnología y características

La técnica de imagen por microscopía de fluorescencia de dos fotones utiliza una fuente láser de infrarrojo cercano y no requiere apertura confocal debido a sus características no lineales. En comparación con la microscopía confocal, la técnica de imagen por microscopía de fluorescencia de dos fotones presenta las siguientes ventajas:

Mayor profundidad de imagen y menor daño óptico;

No se requiere apertura confocal y la eficiencia de recolección de fluorescencia mejora notablemente;

Alta resolución espacial y relación de contraste;

Rango de excitación reducido, fototoxicidad y albifacción;

Existe una gran distancia entre la longitud de onda de emisión y la longitud de onda de excitación, lo que evita la superposición espectral;

Productos y servicios

En el campo de la microscopía de fluorescencia de dos fotones, Reallight ofrece diferentes tipos de láseres de microchip subnanosegundos de tamaño reducido, modo longitudinal único y alta potencia pico, para satisfacer las diversas necesidades de los clientes en ciencias de la vida, química analítica y medicina clínica. Asimismo, Reallight puede proporcionar fuentes láser personalizadas a medida.

Descargo de responsabilidad: Parte del contenido de este artículo proviene de internet con fines de investigación técnica e intercambio, y se proporciona como referencia y para el aprendizaje. Si existen imprecisiones o discrepancias académicas, agradecemos las correcciones. Si hay problemas de derechos de autor, por favor, contáctenos para su pronta verificación y eliminación.