Предыстория проекта

В конце 1980-х годов лазерный конфокальный микроскоп, как передовая в мире технология биологической флуоресцентной визуализации, получил широкое применение в области флуоресцентной микроскопии биологических материалов. Однако у лазерного конфокального микроскопа есть недостаток: конфокальная апертура блокирует не только флуоресценцию за пределами фокусного пятна, но и рассеянную флуоресценцию биологических тканей, создаваемую фокусным пятном. Это приводит к снижению эффективности сбора флуоресценции, а глубина визуализации не может превышать сотни микрометров. Таким образом, в 1990-х годах появилась технология двухфотонной флуоресцентной микроскопии, которая сочетает в себе лазерный конфокальный микроскоп и технологии двухфотонного стимуляции. Длина волны стимуляции в процессе двухфотонного поглощения всегда устанавливается в диапазоне длин волн биологического окна 680-1080 нм, что позволяет избежать повреждения клеток или живых организмов ультрафиолетовым светом и обеспечивает более глубокое проникновение.

В настоящее время фемтосекундные титан-сапфировые лазеры широко используются в двухфотонных флуоресцентных микроскопах, однако их большие размеры и высокая цена ограничивают развитие технологии двухфотонной флуоресцентной микроскопии в биологических науках, химии и медицине. Поэтому для стандартных источников лазерного излучения в таких областях, как медицинская диагностика, применяются субнаносекундные твердотельные лазеры с компактной конструкцией и приемлемой ценой.

 Разница между структурой конфокальной микроскопии и двухфотонной флуоресцентной микроскопии.

Введение в теорию

Основная теория двухфотонного возбуждения: при высокой плотности фотонов, когда молекула флуоресценции подвергается стимуляции, фотоны поглощают две длинные волны, а затем возвращаются в основное состояние из фотонов спонтанного излучения флуоресценции после перехода возбуждения и релаксации колебаний. По сравнению с традиционной микроскопией флуоресценции с однофотонным возбуждением, оптический сигнал микроскопии с двухфотонным возбуждением является нелинейным. Стимулирующий свет представляет собой лазерный источник с длинной волной и высокой пиковой мощностью, а длина волны излучения фотонов флуоресценции немного больше половины длины волны возбуждения.

Схема процесса двухфотонного возбуждения. Схема теории получения изображений с помощью двухфотонного флуоресцентного микроскопа.

Технологии и функции

Метод двухфотонной флуоресцентной микроскопии использует источник лазерного излучения ближнего инфракрасного диапазона, и, благодаря нелинейности, конфокальная апертура не требуется. По сравнению с конфокальной микроскопией, метод двухфотонной флуоресцентной микроскопии обладает следующими преимуществами:

Большая глубина визуализации и меньшее оптическое повреждение;

Конфокальная апертура не требуется, а эффективность сбора флуоресценции значительно повышается;

Высокое пространственное разрешение и контрастность;

Малый диапазон возбуждения, фототоксичность и обморожение;

Между длиной волны излучения и длиной волны возбуждения существует большое расстояние, что позволяет избежать спектрального перекрытия;

Товары и услуги

В области двухфотонной флуоресцентной микроскопии компания Reallight предлагает различные типы субнаносекундных микрочиповых лазеров малого размера, с одной продольной модой и высокой пиковой мощностью, чтобы удовлетворить различные требования клиентов в области биологических наук, аналитической химии и клинической медицины. Кроме того, RealLight может предоставлять лазерные источники, изготовленные на заказ в соответствии с требованиями клиентов.

Предупреждение: Часть информации в этой статье взята из интернета для технических исследований и обмена опытом и предоставляется в справочных и учебных целях. В случае обнаружения неточностей или академических расхождений, исправления приветствуются. В случае возникновения проблем с авторскими правами, пожалуйста, свяжитесь с нами для оперативной проверки и удаления информации.