多光子显微成像系统

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  • 徕卡显微系统(上海)贸易有限公司 钻石17年
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    全国免费销售咨询热线：400-630-7761公司官网：https://www.leica-microsystems.com.cn/徕卡显微系统(Leica Microsystems)是德国著名的光学制造企业。具有160年显微镜制造历史，现主要生产显微镜, 用户遍布世界各地。早期的“Leitz”显微镜和照相机深受用户爱戴, 到1990年徕卡全部产品统一改为“Leica”商标。徕卡公司是目前同业中唯一的集显微镜、图像采集产品、图像分析软件三位一体的显微镜生产企业。公历史及荣誉产品1847年 成立光学研究所 1849年 生产出第一台工业用显微镜 1872年 发明并生产出第一台偏光显微镜 1876年 生产出第一台荧光显微镜 1881年 生产出第一台商用扫描电镜 1887年 生产出第10,000台 1907年 生产出第100,000台 1911年 世界上第一台135照相机 1921年 第一台光学经纬仪 1996年 第一台立体荧光组合 2003年 美国宇航局将徕卡的全自动显微镜随卫星送入太空,实现地面遥控 2005年推出创新的激光显微切割系统：卓越的宽带共聚焦系统。内置活细胞工作站： 2006年组织病理学网络解决方案：徕卡显微系统公司第三次获得“Innovationspreis”（德国商业创新奖）： 2007年 徕卡 TCS STED 光学显微镜的超分辨率显微技术超越了极限。 徕卡显微系统公司新成立生物系统部门：推出电子显微镜样本制备的三种新产品 2008年徕卡显微系统公司成为总部设于德国海德堡的欧洲分子生物学实验室 (EMBL) 高级培训中心的创始合作伙伴。徕卡 TCS SP5 X 超连续谱共聚焦显微镜荣获2008年度《科学家》杂志十大创新奖。徕卡显微系统公司凭借 FusionOptics 融合光学技术赢得 PRODEX 奖项，该技术能够形成高分辨率、更大景深、3D效果更佳的图像。推出让神经外科医生看得更清楚、更详细的徕卡 M720 OH5 小巧的神经外科显微镜， 2009年新一代光学显微镜取得独家许可证：Max Planck Innovation 为徕卡显微系统的全新 GSDIM（紧随基态淬灭显微技术的单分子返回）超分辨率技术颁发独家许可证。 2010年远程医疗服务概念奖：徕卡显微系统公司在年度互联世界大会上获得 M2M 价值链金奖，Axeda Corporation 被誉为徕卡获得此奖项的一大助力。Kavo Dental 和徕卡显微系统在牙科显微镜领域开展合作。Frost & Sullivan 公司颁发组织诊断奖：徕卡生物系统公司获得研究和咨询公司 Frost & Sullivan 颁发的北美组织诊断产品战略奖。 2011年学习、分享、贡献。 科学实验室 (Science Lab) 正式上线：徕卡生物系统（努斯洛赫）公司荣获2011年度卓越制造 (MX) 奖：徕卡生物系统公司获得2011年度“客户导向”类别的卓越制造奖。 2012年徕卡显微系统公司总部荣获2012年度卓越制造奖：位于德国韦茨拉尔的徕卡显微系统运营部门由于采用看板管理体系而荣获“物流和运营管理”卓越制造奖。徕卡 GSD 超分辨率显微镜获得三项大奖：《R&D》杂志为卓越技术创新颁发的百大科技研发奖、相关的三项“编辑选择奖”之一、美国杂志《今日显微镜》(Microscopy Today) 颁发的2012度十大创新奖。 2013年徕卡 SR GSD 3D 超分辨率显微镜获奖徕卡生物系统公司和徕卡显微系统公司巩固在巴西的市场地位：收购合作超过25年的经销商 Aotec，推动公司在拉丁美洲的发展。 2014年超分辨率显微镜之父斯特凡黑尔 (Stefan Hell) 荣获诺贝尔奖：斯特凡黑尔因研制出超分辨率荧光显微镜而荣获诺贝尔化学奖。 他与徕卡显微系统公司合作，将该原理转化为第一款商用 STED 显微镜。徕卡 TCS SP8 STED 3X 荣获两大奖项：《科学家》杂志十大创新奖和《R&D》杂志百大科技研发奖均将超分辨率显微镜评定为改变生命科学家工作方式的创新成果之一。日本宇宙航空研究开发机构的宇航员若田光一 (Koichi Wakata) 使用徕卡 DMI6000 B 研究用倒置显微镜在国际空间站进行了活细胞实验。 2015年首台结合光刺激的高压冷冻仪是一项非常精确的技术徕卡显微系统公司收购光学相干断层扫描 (OCT) 公司 Bioptigen： 2016年徕卡显微系统公司独家获得了哥伦比亚大学 SCAPE 生命科学应用显微技术许可证，同时独家获得了伦敦帝国理工学院 (Imperial College) 的斜面显微镜 (OPM) 许可证。徕卡 EZ4 W 教育用体视显微镜获得世界教具联合会 (Worlddidac) 大奖：新的图像注入技术可引导外科医生进行手术：CaptiView 技术可将来自图像导航手术 (IGS) 软件的图像注入显微镜目镜。 2017年全新 SP8 DIVE 系统的推出，徕卡显微系统公司提供了世界上首个可调光谱解决方案，可实现多色、多光子深层组织成像。 徕卡的 DMi8 S 成像解决方案将速度提高了5倍，并将可视区域扩大了1万倍。为获得超分辨率和纳米显微成像而添加的 Infinity TIRF 模块能够以单分子分辨率同时进行多色成像， 由此开启宽视场成像的新篇章。 2018年LIGHTNING 从以前不可见或不可探测的精细结构和细节中提取有价值的图像信息，将传统共焦范围以内和衍射极限以外的成像能力扩展到120纳米。SP8 FALCON（快速寿命对比）系统的寿命对比记录速度比以前的解决方案快10倍。 细胞培养实验室的日常工作实现数字化PAULA（个人自动化实验室助手）有助于加快执行日常细胞培养工作并将结果标准化快速获取阵列断层扫描的高质量连续切片ARTOS 3D ，标志着超薄切片机切片质量和速度的新水平。随着 PROvido 多学科显微镜的推出，徕卡显微系统公司在广泛的外科应用中增强了术中成像能力。 2019年实现 3D 生物学相关样本宽视场成像THUNDER 成像系统使用户能够实时清晰地看到生物学相关模型（例如模式生物、组织切片和 3D 细胞培养物）厚样本内部深处的微小细节。 2020年STELLARIS是一个经彻底重新设计的共聚焦显微镜平台，可与所有徕卡模块（包括FLIM、STED、 DLS和CRS）结合使用。术中光学相干断层扫描(OCT)成像系统EnFocus 2021年Aivia以显微镜中的自动图像分析推动研究工作，强大的人工智能(AI)引导式图像分析与可视化解决方案相结合，助力数据驱动的科学探索。Cell DIVE超多标组织成像分析整体解决方案是基于抗体标记的超多标平台，适用于癌症研究。Emspira 3数码显微镜——启发灵感的简单检查方法该系统荣获2022年红点产品设计大奖, 不仅采用创新的模块化设计，而且提供广泛的配件和照明选项。2022年Mica——徕卡创新推出的多模态显微成像分析中枢，让所有生命科学研究人员都能理解空间环境LAS X Coral Cryo：基于插值的三维目标定位，沿着x轴和y轴对切片进行多层扫描(z-stack)。这些标记可在所有相关窗口中交互式移动具有高精度共聚焦三维目标定位功能的Coral Cryo工作流程解决方案 徕卡很自豪能成为丹纳赫的一员：丹纳赫是全球科学与技术的创新者，我们与丹纳赫在生物技术、诊断和生命科学领域的其他业务共同释放尖端科学和技术的变革潜力，每天改善数十亿人的生活。
    主营产品： 电镜制样   金相显微镜   生物显微镜   显微图像分析  
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  • 广东骏楠光子科技有限公司
    广东骏楠光子科技有限公司是一家立足于科研第一线，集测试、研发、生产、销售、服务为一体的高科技公司。公司致力于高端成像类设备研发，产品涵盖生物光子、光学、光谱类、波谱类设备，应用于生物、药物、材料，光学，化学等领域。目前已经研发高速动态扫描光片显微镜，光声多模态小动物成像系统，小动物核磁共振成像系统，激光直写光刻机，低场核磁共振分析仪等设备。
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  • 北京鼎信优威光子科技有限公司 银牌9年
    400-860-5168转2482
    鼎信优威光子科技有限公司专业从事光谱，生物与物理影像及相关应用的科学仪器的销售，目前我们代理多家国外仪器、设备及系统产品均为各自领域内的技术领先产品。美国PRINCETON INSTRUMENTS公司：科研级CCD，红外CCD，各种研究型光谱系统。 德国 Becker & Hickl GmbH 公司： TCSPC单光子计数器 ，弱信号处理产品， 荧光寿命影象系统 ， 多波长荧光寿命影象分析系统。美国ＩＳＳ公司：瞬态／稳态荧光磷光光谱分析系统，荧光关联光谱分析系统。我们还代理光纤超快激光器，脉冲可调光纤激光器，宽光谱激光器，显微镜宽光谱光源，LED光源。美国 Semrock公司：高性能荧光滤光片， 喇曼滤光片，激光反射镜，窄带滤光片。 美国ANDOVER公司：荧光滤光片，窄带滤光片，衰减片等。我们可以根据用户的具体要求，提供完整的系统解决方案，包括集成、设计等。 我们的商务人员具有丰富国际贸易经验，力争让用户在最短的时间内收到订购的仪器。
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  • 多光子成像与全息光刺激系统 DeepVision 400-803-1678
    [ 产品简介 ]多光子成像与全息光刺激系统 DeepVision是神经科学、肿瘤免疫和药物代谢等相关研究领域进行活体显微成像的理想平台。DeepVision核心技术来自于复旦大学脑科学转化研究院李博团队及工程与应用技术研究院董必勤团队的多年研发成果。系统采用了创新的设计理念和先进技术，能够实现双光子、三光子快速深层成像，并可拓展实现单细胞精度的三维双光子全息光遗传操控。[ 产品特点 ]&bull 更大的样品空间：龙门架式结构，可放置猕猴等非人灵长类动物或搭载小动物VR装置，实现小鼠跑球等行为学实验。&bull 更深的成像深度：三光子成像深度最大超过1500 μm，能记录到活体小鼠海马区神经元钙信号。&bull 多脑区同步成像：同一视野下可对多个脑区同步成像或刺激，实现多脑区互作神经环路研究。&bull 同步高精度光遗传刺激：对分布在三维空间中的多个目标神经细胞进行单细胞精度的全息光遗传学操控。&bull 无荧光标记谐波成像：利用二次谐波（SHG）或三次谐波（THG）进行无需荧光标记的谐波信号成像。[ 应用领域 ]&bull 活体脑（鼠/猴等）深层成像、神经元功能钙成像、光遗传实验&bull 各类模式生物（果蝇/斑马鱼/线虫）活体深层成像、神经元功能钙成像&bull 多色样品深层成像、谐波成像&bull 各种类器官和血管深层成像、谐波成像&bull 行为学实验中的神经元功能钙成像 活体小鼠海马区神经元钙信号成像（复旦大学脑科学转化研究院李博实验室）小鼠活体皮层三维双色成像，绿色：小胶质细胞；红色：皮层血管 （（复旦大学脑科学转化研究院李博实验室））脑类器官三光子三次谐波（THG)信号成像，无需荧光标记 （复旦大学脑科学转化研究院李博实验室）在三维空间中的多个目标神经细胞进行单细胞精度的光遗传学操控（复旦大学脑科学转化研究院李博实验室）
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    厂商： 卡尔蔡司(上海)管理有限公司
    品牌： 德国苏斯/ SUSS
    型号： DeepVision
    价格： 面议
  • 高品质双光子成像系统BrukerInvestigator 400-895-0897
    多光子显微镜采用在生物组织中穿透性强的近红外/红外激光去激发样品中的荧光发光基团，进行荧光成像。该技术光毒性低，成像深度高，因此适用于厚的活体组织（如脑片、完整器官）甚至活体生物标本的成像及功能研究。2013年Bruker收购Prairie Technology公司，该公司于1996年开始生产双光子显微镜，是最早推出商业化双光子的厂家之一，在欧美市场的占有率极高。目前，Bruker的双光子产品主要有专注于高品质活体成像的Investigators系列以及专注于进行活体功能性研究的Ultima系列。20多年的技术沉淀，使得Bruker的双光子产品在仪器性能、使用便利性以及仪器应用拓展性方面都展现出无与伦比的优势。（1）三种成像扫描模式：常规的检流振镜扫描（Galvo Scanning），龙卷风扫描（Spiral Scanning）和快速振镜扫描（Resonant Scanning）；（2）有多种旋转物镜可供选择(单轴手动，多轴手动旋转、多轴电动)，进行离轴成像，可以从不同角度对实验样品进行成像；（3）可升级移动显微镜平台，结合旋转物镜，无需样品移动，使其保持在自然生理状态下，即可找到感兴趣的成像视野或进行多视野图像采集
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    厂商： 布鲁克纳米表面仪器部(Bruker Nano Surfaces)
    品牌： 布鲁克/Bruker
    型号： Investigator
    价格： 300万 - 500万元
  • 显微荧光寿命成像系统RTS2-FLIM 400-628-5299
    荧光和荧光寿命分子包含多个单能态S0、S1、S2… 和三重态T1… ，每个能态都包含多个精细的能级。正常情况下，大部分电子处在*低能态即基态S0 的*低能级上，当分子被光束照射，会吸收光子能量，电子被激发到更高的能态S1 或S2 上，在S2 能态上的电子只能存在很短暂的时间，便会通过内转换过程跃迁到S1 上，而S1 能态上的电子亦会在极短时间内跃迁到S1 的*低能级上，而这些电子会存在一段时间后通过震荡弛豫辐射跃迁到基态，这个过程会释放一个光子，即荧光。此外，亦会有电子跃迁至三重态T1 上，再由T1 跃迁至基态，我们称之为磷光。荧光特性研究荧光特性时，主要在以下几方面进行分析：激发光谱，发射光谱、荧光强度、偏振荧光、荧光发光量子产率、荧光寿命等。其中荧光寿命（Fluorescence Lifetime）是指荧光分子在激发态上存在的平均时间（纳秒量级）。荧光寿命测试荧光寿命一般在几纳秒至几百纳秒之间，如今主要有两类测试方法：时域测量和频域测量时间稳定性实验测试曲线：1 时域测量由一束窄脉冲将荧光分子激发至较高能态S1，接着测量荧光的发射几率随时间的变化。其中目前广泛应用的是时间相关单光子计数，即TCSPC(Time Correlated Single Photon Counting)时间相关单光子计数(TCSPC) 实现了从百ps-ns-us 的瞬态测试，此方法对数据的获取完全依赖快速探测器和高速电路。用统计的方法计算样品受激后发出的第一个( 也是*一的一个) 光子与激发光之间的时间差，也就是下图的START( 激发时刻) 与STOP( 发光时刻) 的时间差。由于对于Stop 信号的要求，所以TCSPC 一般需要高重复频率的光源作为激发源，其重复至少要在100KHz 以上，多数的光源都会达到MHz 量级；同时，在一般情况下还要对Stop 信号做数量上的控制，做到尽量满足在一个激发周期内，样品产生且只产生一个光子的有效荧光信号，避免光子对的出现。2 频域测量对连续激发光进行振幅调制后，分子发出的荧光强度也会受到振幅调制，两个调制信号之间存在与荧光寿命相关的相位差，因此可以测量该相位差计算荧光寿命。 左图为正弦调制激发光（绿色）频域显示，发射光信号（红色）相应的相位变化频域显示。右图为对应不同寿命的调制和相位的频域显示。TM- 调制寿命，TP- 相位寿命。[1]显微荧光寿命成像技术（FLIM）显微荧光寿命成像技术（Fluorescence Lifetime ImagingMicroscopy，FLIM）是一种在显微尺度下展现荧光寿命空间分布的技术，由于其不受样品浓度影响，具有其他荧光成像技术无法代替的优异性能，目前在生物医学工程、光电半导体材料等领域是一种重要的表征测量手段。FLIM 一般分为宽场FLIM 和激光扫描FLIM。宽场FLIM（Wide Field FLIM,WFM）该技术是用平行光照明并由物镜聚焦样品获得荧光信号，再由一宽场相机采集荧光成像。宽场FLIM 常用于快速获取大面积样品成像。时域或是频域寿命采集都可以应用在宽场成像FLIM 上。宽场FLIM 有更高帧率和低损伤的优势。2 激光扫描FLIM（Laser Scanning FLIM,LSM）激光扫描FLIM 是针对选定区域内的样品逐点获取其荧光衰减曲线，再经过拟合最终合成荧光寿命图像。相比宽场FLIM，其在空间分辨率、信噪比方面有更大的优势。扫描方式有两种：一种是固定样品，移动激光进行扫描，一种是固定激光，电动位移台带动样品移动进行扫描。显微荧光寿命成像系统RTS2-FLIM应用材料科学领域宽禁带半导体如GaN、SiC 等体系的少子寿命mapping 测量量子点如CdSe@ZnS 等用作荧光寿命成像显微镜探针钙钛矿电池/LED 薄膜的组分分析、缺陷检测铜铟镓硒CIGS，铜锌锡硫CZTS 薄膜太阳能电池的组分、缺陷检测镧系上转换纳米颗粒GaAs 或GaAsP 量子阱的载流子扩散研究生命科学领域细胞体自身荧光寿命分析自身荧光相对荧光标记的有效区分活细胞内水介质的PH 值测量局部氧气浓度测量具有相同频谱性质的不同荧光标记的区分活细胞内钙浓度测量时间分辨共振能量转移（FRET）：纳米级尺度上的远差测量，环境敏感的FRET 探针定量测量代谢成像：NAD(P)H 和FAD 胞质体的荧光寿命成像显微荧光寿命成像系统RTS2-FLIM应用案例1 用荧光分子对海拉细胞进行染色用荧光分子转子Bodipy-C12 对海拉细胞（宫颈癌细胞的一种） 进行染色。(a) 显微荧光寿命成像图，寿命范围1ns（蓝色）到2.5ns（红色）；(b) 荧光寿命直方图，脂肪滴的短寿命约在1.6ns 附近，细胞中其他位置寿命较长，在1.8ns 附近。用荧光分子转子的时间分辨测量*大的好处在于荧光寿命具备足够清晰的标签特性，且与荧光团的浓度无关。[2]2 金属修饰荧光金属修饰荧光：(a) 荧光寿命是荧光团到金表面距离的函数；(b) 用绿色荧光蛋白（GFP）标记乳腺腺癌细胞的细胞膜的共聚焦xz 横截面，垂直比例尺：5m；(c) b 图的FLIM 图，金表面附近的GFP 荧光寿命缩短。[2]3 钙钛矿太阳能电池下图研究中，展示了一种动态热风（DHA）制备工艺来控制全无机PSC 的薄膜形态和稳定性，该工艺不含有常规的有害反溶剂，可以在大气环境中制备。同时，钙钛矿掺有钡（Ba2+） 碱金属离子（BaI2:CsPbI2Br）。这种DHA 方法有助于形成均匀的晶粒并控制结晶，从而形成稳定的全无机PSC。从而在环境条件下形成完整的黑色相。经过DHA处理的钙钛矿光伏器件，在0.09cm小面积下，效率为14.85%，在1x1cm的大面积下，具有13.78%的*高效率。DHA方法制备的器件在300h后仍然保持初始效率的92%。4 MQWs 多量子阱研究在(a) 蓝宝石和(b) GaN 上生长的MQWs 的共焦PL mapping 图像。具有较小尺寸的发光团的最高密度是观察到在GaN 上生长的MQWs。在(c) 蓝宝石和(d)GaN 上生长的MQWs 的共焦TRPL mapping 图。仅对于在GaN 上生长的MQWs，强的PL 强度区域与较长PL 衰减时间的区域很好地匹配。在(e) 蓝宝石和(f)GaN 上生长的MQWs 在A 点和B 点测量的局部PL 衰减曲线，均标记在图中。对于在GaN 上生长的MQWs，点A 和B 之间的PL 衰减时间差更高。显微荧光寿命成像系统FLIM参数配置北京卓立汉光仪器有限公司提供的显微荧光寿命成像系统是基于显微和时间相关单光子计数技术，配合高精度位移台得到微观样品表面各空间分布点的荧光衰减曲线，再经过用数据拟合，得到样品表面发光寿命表征的影像。是光电半导体材料、荧光标记常用荧光分子等类似荧光寿命大多分布在纳秒、几十、几百纳秒尺度的物质的选择。参数指标：系统性能指标光谱扫描范围200-900nm最小时间分辨率16ps荧光寿命测量范围500ps-1μs@ 皮秒脉冲激光器空间分辨率≤1μm@100X 物镜@405nm 皮秒脉冲激光器荧光寿命检测IRF≤2ns配置参数激发源及匹配光谱范围（光源参数基于50MHz 重复频率）375nm 皮秒脉冲激光器，脉宽：30ps，平均功率1.5mW，荧光波段：400-850nm405nm 皮秒脉冲激光器，脉宽：25ps，平均功率2.5mW，荧光波段：430-920nm450nm 皮秒脉冲激光器，脉宽：50ps，平均功率1.9mW，荧光波段：485-950nm488nm 皮秒脉冲激光器，脉宽：70ps，平均功率1.3mW，荧光波段：500-950nm510nm 皮秒脉冲激光器，脉宽：75ps，平均功率1.1mW，荧光波段：535-950nm635nm 皮秒脉冲激光器，脉宽：65ps，平均功率4.3mW，荧光波段：670-950nm660nm 皮秒脉冲激光器，脉宽：60ps，平均功率1.9mW，荧光波段：690-950nm670nm 皮秒脉冲激光器，脉宽：40ps，平均功率0.8mW，荧光波段：700-950nm科研级正置显微镜落射明暗场卤素灯照明，12V，100W5 孔物镜转盘，标配明场用物镜：10×，50×，100×监视CCD：高清彩色CMOS 摄像头，像元尺寸：3.6μm*3.6μm，有效像素：1280H*1024V，扫描方式：逐行，快门方式：电子快门电动位移台高精度电动XY 样品台，行程：75*50mm（120*80mm 可选），最小步进：50nm，重复定位精度：＜ 1μm光谱仪320mm 焦距影像校正单色仪，双入口、狭缝出口、CCD 出口，配置三块68×68mm 大面积光栅，波长准确度：±0.1nm，波长重复性：±0.01nm，扫描步距：0.0025nm，焦面尺寸：30mm(w)×14mm(h)，狭缝缝宽：0.01-3mm 连续电动可调探测器：制冷型紫外可见光电倍增管，光谱范围：185-900nm（标配，可扩展）光谱CCD（可扩展PLmapping）低噪音科学级光谱CCD（LDC-DD），芯片格式：2000x256，像元尺寸：15μm*15μm, 探测面：30mm*3.8mm，背照式深耗尽芯片，低暗电流，*低制冷温度-60℃ @25℃环境温度，风冷，最高量子效率值95%时间相关单光子计数器（TCSPC）时间分辨率：16/32/64/128/256/512/1024ps… … 33.55μs，死时间＜ 10ns，*高65535 个直方图时间窗口，瞬时饱和计数率：100Mcps，支持稳态光谱测试；OmniFluo-FM 荧光寿命成像专用软件控制功能：控制样品平移台移动，通过显微镜的明场光学像定位到合适区域，框选扫描区域进行扫描，逐点获得荧光衰减曲线，实时生成荧光图像等数据处理功能：自动对扫描获得的FLIM 数据，逐点进行多组分荧光寿命拟合（组分数小于等于4），对逐点拟合获得的荧光强度、荧光寿命等信息生成伪彩色图像显示图像处理功能：直方图、色表、等高线、截线分析、3D 显示等操作电脑品牌操作电脑，Windows 10 操作系统软件界面控制测试界面测试软件的界面遵循“All In One”的简洁设计思路，用户可在下图所示的控制界面中完成采集数据的所有步骤：包括控制样品平移台移动，通过显微镜的明场光学像定位到合适区域，框选扫描区域进行扫描，逐点获得荧光衰减曲线，实时生成荧光图像等。数据处理界面功能丰富的荧光寿命数据处理软件，充分挖掘用户数据中的宝贵信息。可自动对扫描获得的FLIM 数据，逐点进行多组分荧光寿命拟合（组分数小于等于4），对逐点拟合获得的荧光强度、荧光寿命等信息生成伪彩色图像显示。自主开发的一套时间相关单光子计数（TCSPC）荧光寿命的拟合算法，可对荧光衰减曲线中最多包含4 个时间组分的荧光过程进行拟合，获得每个组分的荧光寿命，光子数比例，计算评价函数和残差。TCSPC 荧光寿命通常并非简单的指数衰减过程，而是与光源及探测器相关的仪器响应函数（IRF）与荧光衰减过程相互卷积的结果，因此适当的拟合方法和参数选择对获得正确可靠的荧光寿命非常重要。该软件可导入实际测量的IRF 对衰减曲线进行卷积计算和拟合。但是大多数情况下， IRF 很难正确的从实验获得，针对这种情况，软件提供了两种无需实验获取IRF 的拟合方法：1.通过算法对数据上升沿进行拟合，获得时间响应函数IRF，然后对整条衰减曲线进行卷积计算和拟合得到荧光寿命。2.对于衰减时间远长于仪器响应时间的，可对衰减曲线下降沿进行直接的指数拟合。该软件经过大量测试，可以很好的满足各种场合的用户需求。MicroLED 微盘的荧光强度像（3D 显示）：
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    厂商： 北京卓立汉光仪器有限公司
    品牌： 卓立汉光/ZOLIX
    型号： RTS2-FLIM
    价格： 100万元
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  • “超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统”专项取得重要成果
    p 　　在国家自然科学基金国家重大科研仪器研制专项“超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统”(项目编号：31327901)的支持下，北京大学分子医学研究所、信息科学技术学院、动态成像中心、生命科学学院、工学院联合中国人民解放军军事医学科学院组成跨学科团队，历经三年多的协同奋战，成功研制新一代高速高分辨微型化双光子荧光显微镜，并获取了小鼠在自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动清晰、稳定的图像。相关研究成果以“Fast high-resolution miniature two-photon microscopy for brain imaging in freely behaving mice”(高速高分辨微型化双光子显微镜在小鼠自由行为中获取大脑图像)为题于5月29日在线发表在Nature Method上。相关技术文档同步发表在Protocol Exchange上，并已申请多项专利。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/9523a7f7-b0b6-4b67-981d-b74805580c21.jpg" title=" 2017-06-14_094040.jpg" / /p p style=" text-align: center " 2.2g可佩戴式微型双光子显微镜 /p p 　　目前，各国脑科学计划的一个核心方向就是打造用于全景式解析脑连接图谱和功能动态图谱的研究工具。其中，如何打破尺度壁垒，整合微观神经元和神经突触活动与大脑整体的活动和个体行为信息，是领域内亟待解决的一个关键挑战。 /p p 　　新一代微型化双光子荧光显微镜体积小，重仅2.2克，适于佩戴在小动物头部颅窗上，实时记录数十个神经元、上千个神经突触的动态信号。在大型动物上，还可望实现多探头佩戴、多颅窗不同脑区的长时程观测。相比单光子激发，双光子激发具有良好的光学断层、更深的生物组织穿透等优势，其横向分辨率达到0.65μm，成像质量与商品化大型台式双光子荧光显微镜可相媲美，远优于目前领域内主导的、美国脑科学计划核心团队所研发的微型化宽场显微镜。采用双轴对称高速微机电系统转镜扫描技术，成像帧频已达40Hz(256*256像素)，同时具备多区域随机扫描和每秒1万线的线扫描能力。 /p p 　　此外，采用自主设计可传导920nm飞秒激光的光子晶体光纤，该系统首次实现了微型双光子显微镜对脑科学领域最广泛应用的指示神经元活动的荧光探针(如GCaMP6)的有效利用。 同时采用柔性光纤束进行荧光信号的接收，解决了动物的活动和行为由于荧光传输光缆拖拽而受到干扰的难题。未来，与光遗传学技术的结合，可望在结构与功能成像的同时，精准地操控神经元和神经回路的活动。 /p p 　　微型化双光子荧光显微成像改变了在自由活动动物中观察细胞和亚细胞结构的方式，可用于在动物觅食、哺乳、跳台、打斗、嬉戏、睡眠等自然行为条件下，或者在学习前、学习中和学习后，长时程观察神经突触、神经元、神经网络、远程连接的脑区等多尺度、多层次动态变化。 /p p 　　该成果在2016年底美国神经科学年会、2017年5月冷泉港亚洲脑科学专题会议上报告后，得到包括多位诺贝尔奖获得者在内的国内外神经科学家的高度赞誉。冷泉港亚洲脑科学专题会议主席、美国著名神经科学家加州大学洛杉矶分校的Alcino J Silva教授在评述中写道，“从任何一个标准来看，这款显微镜都代表了一项重大技术发明，必将改变我们在自由活动动物中观察细胞和亚细胞结构的方式。它所开启的大门，甚至超越了神经元和树突成像。系统神经生物学正在进入一个新的时代，即通过对细胞群体中可辨识的细胞和亚细胞结构的复杂生物学事件进行成像观测，从而更加深刻地理解进化所造就的大脑环路实现复杂行为的核心工程学原理。毫无疑问，这项非凡的发明让我们向着这一目标迈进了一步。” /p p 　　可以期待，微型化双光子荧光显微成像系统将为实现“分析脑、理解脑、模仿脑”的战略目标发挥不可或缺的重要作用。 /p
    时间： 2017-06-14
    作者： weidy
  • 1128万！清华大学大视野双光子显微镜和在体神经元双光子成像系统采购项目
    一、项目基本情况1.项目编号：清设招第20230369号（TC23190EE）项目名称：清华大学大视野双光子显微镜采购项目预算金额：630.000000 万元（人民币）采购需求：（1）本次招标共1包：包号招标内容数量简要技术要求1大视野双光子显微镜1套详见采购需求本次招标、投标、评标均以包为单位，投标人须以包为单位进行投标，如有多包，可投一包或多包，但不得将一包中的内容拆分投标，不完整的投标将被拒绝。具体招标内容和要求，以本招标文件中商务、技术和服务的相应规定为准。（2）本项目接受进口产品投标。（3）本项目为非专门面向中小企业采购的项目。（4）用途：在视野双光子显微镜主要用于在≥5 mm直径的大视场下对单个神经元进行亚细胞级分辨率、视频帧频的功能成像，实现对空间上分离但在功能上关联的大脑区域的在体功能成像。该设备被用于跟踪具有钙指示剂的神经元群以获取小动物活体高分辨率高对比度的钙成像结果、小鼠全脑功能性活动和分布成像、小鼠全脑范围内跨区成像等方向，尤其在研究跨脑区的活体动物脑皮层神经元活动方面具有不可替代的作用。合同履行期限：交付时间为合同签订后90日内。2.本项目( 不接受 )联合体投标。项目编号：清设招第20230343号（TC23190EJ）项目名称：清华大学在体神经元双光子成像系统采购项目预算金额：498.000000 万元（人民币）采购需求：（1）本次招标共1包：包号招标内容数量简要技术要求1在体神经元双光子成像系统1套详见采购需求本次招标、投标、评标均以包为单位，投标人须以包为单位进行投标，如有多包，可投一包或多包，但不得将一包中的内容拆分投标，不完整的投标将被拒绝。具体招标内容和要求，以本招标文件中商务、技术和服务的相应规定为准。（2）本项目不接受进口产品投标。（3）本项目为非专门面向中小企业采购的项目。（4）用途：在体神经元双光子成像系统结合双光子成像技术和探头微型化设计，用于活体条件下长时间观察动物体内多个尺度、多层次的动态变化，以克服传统活体成像方式对动物的束缚压力、满足动物的自然行为需求如觅食、哺乳、休息等，以更真实地反映生物体内的生理动态过程。拟采购的设备在结合动物行为学特征研究活体动物的脑皮层神经元活动方面具有不可替代的作用，将服务于活体动物脑皮层神经元活动和动物行为学机制方面的研究。合同履行期限：交付时间为合同签订后90日内。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年12月29日 至 2024年01月08日，每天上午9:00至12:00，下午12:00至16:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：http://www.365trade.com.cn方式：本项目标书发售期内，请供应商通过汇款方式购买标书。纸质版文件请至中招国际招标有限公司9层911A领取（北京市海淀区学院南路62号中关村资本大厦）。电子版招标文件请在线上获取，获取网址http://www.365trade.com.cn。（详见特别告知）售价：￥500.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：清华大学　　　　　地址：北京市海淀区清华大学　　　　　　　　联系方式：肖老师，010-62780052　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：中招国际招标有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市海淀区学院南路62号中关村资本大厦　　　　　　　　　　　　联系方式：张涵睿、陈思佳、蒋雪娜、邓嘉莹，010-61954121、4120、4122　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：张涵睿、陈思佳、蒋雪娜、邓嘉莹电　话：　　010-61954121、4120、4122
    时间： 2024-01-01
    作者： dahua1981
  • 中国首款“在体双光子显微成像系统”二类创新医疗器械获批上市！
    12月22日，由超维景公司自主研发的在体双光子显微成像系统获得江苏省二类创新医疗器械上市审批，其注册证编号为苏械注准20232061797，是中国首个基于双光子显微成像原理的医疗器械注册证。该产品用于医疗机构对体表上皮细胞及组织在体所成图像进行采集、储存、检索和显示，辅助医生进行临床诊断，具有实时、在体、原位、无创、动态的优势。该成像系统通过双光子激发角蛋白、NAD(P)H/FAD、弹性纤维、胶原纤维、黑色素等物质的自发荧光或谐波信号，不仅实现对表皮和真皮组织的高分辨率三维层切扫描成像，还可辅助识别组织组分、辅助判断代谢功能等，为皮肤科临床诊断和科学研究提供了一种多模态成像的新范式。皮肤结构示意图超维景由北京大学程和平院士及北大团队始创于2016年，是一家专注于高端生命科学仪器和医疗器械研发、生产和销售的国家高新技术企业。超维景的多学科交叉团队攻克了多项关键核心技术。2017年成功研制仅2.2g的超高时空分辨微型化双光子显微镜，在国际上首次获取了小鼠在自由行为过程中大脑皮层神经元和神经突触活动的动态图像，被 《Nature Methods》评为“2018年度方法”（无限制行为动物成像）。2023年微型化三光子显微镜再发《Nature Methods》，首次实现小鼠“深脑成像”。空间站皮肤双光子显微镜成功在空间站运行，是全球首次实现双光子显微镜在轨正常运行、首次在轨观测到航天员细胞结构和代谢成分信息。超维景成功开发一系列具有自主知识产权的微型化多光子显微成像系统，目前超维景已实现核心部件全部国产自主可控，科学家与企业家组合的创业团队未来将在多光子科研和医疗领域开拓创新并将积极开拓国内外市场。在生命科学和医学研究中，成像技术至关重要，是推动生命科学进步的核心动力，生物医学发展的历史大半部是成像技术的发展史。进入新千年，脑科学研究成为热点，根据《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》，我国脑科学与类脑研究将以脑认知原理解析、脑介观神经联接图谱绘制、脑重大疾病机理与干预研究等方向作为重点。中国要做原创科学，必须要有自己的仪器。超维景曾表示作为科技成果产业化的典型公司，将以自主创新的核心技术，将继续为我国的脑科学研究做出重要贡献，利用神经科学的基础研究成果来造福社会。
    时间： 2023-12-27
    作者： 兆堃
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  • 双光子显微镜——THG成像

    [b]摘要[/b]在神经科学和神经外科中对活体大脑组织中神经元的成像能力是一项基本要求。尤其是需求一种具有测微计尺分辨率的大脑形态学的非侵入探针的开发，因为它可以在临床诊断上提供一种非侵入式光学活体组织检查的手段。在这一领域，双光子激光扫描显微镜(2PLSM)是一个强大工具，并已成为活体生物样品最小侵入性损害的高分辨率成像的标准方法。但是，(2PLSM)基于光学方法提供足够分辨率的同时，对荧光染料的需求妨碍了图像对比度的提高。本文中，我们提供了一种活体大脑组织以细胞分辨率的高对比度成像方法，无需荧光探针，使用光学三次谐波发生进行成像。我们利用细胞水平的特殊几何学和大脑组织的液体内容物来获取THG的部分相匹配，提供了一种荧光对比度机制的替代方法。我们发现THG大脑图像允许快速、无侵入性标记的神经元、白质结构、血管同时成像。而且，我们利用THG成像来引导微吸管指向活体组织中指定的神经元。这个工作是一个无标记活体大脑成像的主要步骤，并开启了活体大脑中激光引导的微注射技术发展的可能性。[b]材料与方法[/b]THG成像对于THG成像实验，我们使用了一台商业化双光子激光扫描显微镜([color=#ff0000]TrimScope, Lavision BioTec[/color])。光源是一个光学参量震荡器（Mira-OPO，APE），810nm泵浦光来自一个Ti：Sa锁模激光器(Coherent Chameleon Ultra II)。使用一个20X，0.95N.A水浸物镜(Olympus XLUMPFL-IR)将光聚焦到样品上。使用epidetection几何学描述THG实验。使用分光镜(Chroma T800lpxrxt)将背景散射THG光子从入射激光束中分离出来，用一个THG波段的带通滤波器(Chroma HQ390-70X)过滤。检测器是GaAsP高灵敏度光电倍增管(Hamamatsu H7422-40)，400nm处量子效率为25%。最高分辨率成像(1024×1024像素)的典型获取时间为1.6s，我们用于目标定向实验的512 X 512像素成像时间为0.6s。 为与前向端口比较，使用了一个定制的投射端口。这个端口使用了一个1.4N.A油浸物镜，一个长波分光镜（UQG optics)和一个400nm的相干窄带滤波器。对于THG与SR-101联合实验我们用1200nm的OPO来同时产生两种信号。使用一个594nm带通和561nm隔断的分光镜将SR-101荧光从THG信号中分离。SR-101信号使用一个PMT检测(Hamamatsu H6780-20)。Nile Red和THG成像也是由1200nm的OPO同步激发。在这个案例中THG信号由投射端口测量，Nile Red荧光通过一个593∕40 nm的带宽滤波器检测。对于THG和GFP联合成像，用来泵浦OPO的Ti：Sa激光被调谐到970nm并耦合到显微镜中。组织块的GFP和THG信号使用同一个检测器连续测量。但使用一个不同的(561∕40 nm)带通滤波器检测GFP。使用显微镜软件(Imspector Pro)获取图像并以16bit 的tiff格式存储，图像分析使用Image J(MacBioPhotonics)进行。[b]主要结果[/b] [img=,575,768]http://qd-china.com/uploads/bio-product/21.jpg[/img]Fig. 1.无标记活体大脑的三次谐波显微成像(A)脑组织THG成像的epidetection几何学图示。插图：THG原理。注意基质中没有光学激发发生。(B) 树突处的聚焦激光束。通过将激光聚焦体积设定到树突直径的几倍大小，可以获得部分相匹配，显著的THG信号将会产生。(C)细胞体内的聚焦激光束。由于不好的结构相匹配状态，没有THG信号产生。(D) 小鼠大脑组织的活神经元成像。体细胞以暗影存在。 [img=,466,500]http://qd-china.com/uploads/bio-product/22.jpg[/img]Fig. 2.活体大脑组织的THG成像(A)小鼠皮质的THG图像 (B) 与A同位置的Nile Red染色的双光子荧光图像 (C) 大鼠凹陷的脑回THG图像（水平切面） (D)小鼠脑胼胝体THG图像，轴突纤维束被清晰得分辨。Movie S1是这个结构的一个3D投影 (E)小鼠大脑纹状体的THG图像（冠状面）。白质和神经元细胞清晰可见。明亮的粒状结构是垂直穿行图像平面的轴突纤维。Movie S2是这个区域的3D投影。(F)麻醉活小鼠的脑皮质上层的血管THG图像（z栈平均投影密度是50um） [img=,510,767]http://qd-china.com/uploads/bio-product/23.jpg[/img]Fig. 3. THG与双光子成像的叠加 (A)小鼠额前叶脑皮质的THG图像 (B)SR-101标记的星细胞双光子图像 (C) A、B的叠加提供了神经网络中星细胞的分布信息 (D) 小鼠额前叶皮质的THG图像 (E) GFP标记的生长抑素神经元的双光子荧光图像 (F)D、E的叠加显示了生长抑素神经元在脑前叶皮质结构中的分布 [img=,461,768]http://qd-china.com/uploads/bio-product/24.jpg[/img]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神经元 (E)红色标记：来自A-C的图像栈的细胞可见性对比。黑色标记：作为一个深度功能的平均检测到的THG密度。 [img=,531,768]http://qd-china.com/uploads/bio-product/25.jpg[/img]Fig. 5. 无标记目标定向和细胞活性(A)小鼠新大脑皮层的THG图像 (B) 在对一个神经元进行THG引导膜片钳之后同一位置的THG图像 (C)一个200um深处钳住神经元的大视野THG图像（5幅深度间隔2um的图像平均） (D)记录以100pA电流脉冲刺激B中被钳住的神经元的动力势训练 (E) 测量在THG扫描期间静止膜电位的改变。即使以最高的能量，也只观察到4%的电压变化，保持了完全的可逆性。0.8秒的周期相应于图像扫描时间。(F)最大观察到的静止膜电位Vs扫描时的激光能量。没有非线性效应出现。

  • 双光子显微镜——肿瘤生长与入侵动态成像

    [b]摘要[/b]从首次感染部位向邻近基质的转移入侵是肿瘤发展过程中的关键步骤，研究成果较少。肿瘤入侵的原理以各种体外模型给出了实验性的表述；但是，体内的关键性步骤和机制仍然不清楚。这里，我们通过落射荧光成像和多光子显微镜建立了一个修正的皮肤折叠室模型来阐述关于HT-1080纤维肉瘤细胞的原位移植，生长和入侵。这种策略允许对作为独立细胞或者集体粘丝或者细胞团沿着富含胶原的细胞外基质和增补宿主组织包括纹状肌肉丝和淋巴管的肿瘤生长、肿瘤诱导血管形成和入侵进行重复成像。这个修正的窗口模型将适用于阐述肿瘤转移和入侵的机制，以及相关的实验性治疗。[b]材料与方法[/b]HT-1080双色纤维肉瘤细胞表达细胞质DsRed2和核组蛋白2B（H2B）-EGFP -EGFP (Yamamoto et al. 2004)培养在改良的鹰培养基(PAN Biotech GmbH, Aidenbach, Germany)中，补充10%的胎牛血清(Aurion, Wageningen, The Netherlands)，盘尼西林和链霉素（都100ug/ml PAN)和潮霉素B（0.2mg/ml；Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)在37%湿润的5%CO2的培养环境中。小鼠被用异氟烷麻醉并被稳定固定在37℃的温控平台上。使用一个落射多光子显微镜[color=red]（[/color][color=red]TriM Scope, LaVision BioTec[/color][color=red]）[/color]，并配备了OPO装置(OPO APE, Berlin, Germany)用于1100nm波段的双光子激发，以及红外修正的20X/0.95N.A(Olympus)物镜。如果没有特定声明，EGFP，DsRed2和SHG的获取都是使用的832nm的激发光。由带通滤波器确定的检测光波段为400/40(蓝），535/50（绿），605/70（红），和710/75（红外）。以5um的步长对深达250um的成像深度进行顺序3D堆栈。通过向尾静脉注射4mg荧光葡聚糖对血管显影。在注射了淋巴归巢环肽LyP-1（100ug）之后活化的淋巴管被检测到。(Laakkonen et al. 2002)图像被使用ImageJ 1.40 g (W. Rasband, NIH), ImSpector 3.4 (LaVision Bio- Tec GmbH), and Photoshop CS 8.0.1 (Adobe Systems Inc.)重构和分析。以宽的平方X长Xπ/6计算肿瘤体积。有丝分裂和细胞凋亡的比例通过H2B-EGFP模式从每区域30到100个细胞中确定。[b]主要结果 [/b][img=,593,498]http://qd-china.com/uploads/bio-product/51.jpg[/img]Fig.1 在背侧皮肤褶皱室中HT-1080纤维肉瘤细胞的滴落和注射方法比较.6（c）、7（d）天后通过明场和落射荧光显微镜观察的细胞应用，生长位置（a，b）和宏观肿瘤形态。在建立的模型中，允许细胞悬浮液或者细胞球粘附到外科手术准备好的真皮组织表面上，获得了在真皮层与盖玻片（a.c）间的3D肿瘤生长。使用细针将细胞球注射进真皮中阻止盖玻片和真皮内产量增加间的反应（b,d)。标尺1mm（概图）和250um（细节）。 [img=,604,379]http://qd-china.com/uploads/bio-product/52.jpg[/img]Fig 2. 肿瘤生长阶段。 a 由落射荧光显微镜监测的移植瘤生长和入侵的时间进程。新生血管的插入，不存在（3天）和存在（7天）。标尺1mm。b 通过以day 1的体积进行归一化的肿瘤体积。mean+-SD（n=9）。c HT-1080移植肿瘤在6天的时候的肿瘤形态，血管化，分生和凋亡。使用多光子显微镜以激发波长1100nm（左）和832nm（右）获取的一个中央中流区域的3D重构。核形态包括了有丝分裂（白色箭头）和凋亡图（黑色箭头）。标尺50um。插图显示了前相（P）、中相（M）和后相（LA）以及凋亡图（A）。d 对时间依赖的分生和凋亡定量化。数据显示3个非依赖性肿瘤的10-25个独立区域的Mean±SEM。 [img=,617,642]http://qd-china.com/uploads/bio-product/53.jpg[/img]Fig 3. 近红外多光子显微镜显示环绕HT-1080双色肿瘤的肿瘤诱导产生血管及其结构。Z轴为一个6天大肿瘤的从肿瘤边缘（-50um）到肿瘤内部区域（-80um）（红色细胞质；黄色细胞核）。通过FITC-葡聚糖注射现实的密布血管（绿），先前存在的线形血管（绿色箭头）和不规则形状的新生血管（蓝色箭头）。胶原纤维（黑色箭头）和肌肉丝（白色箭头），通过二次谐波检测（灰度）。标尺50um。 [img=,583,768]http://qd-china.com/uploads/bio-product/54.jpg[/img]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。标尺100um。d 单一细胞侵入脂肪组织随后进行分散的，部分整体的入侵。对照-少量圆的脂肪细胞（星号）被HT-1080细胞包围。1100nm的激发光来检测遍布的血管(Alexa Fluor 660-dextran,红色),，肿瘤细胞质（绿色假彩），SHG（灰度）；832nm用于肿瘤细胞核（白色）。标尺100um。[img]http://qd-china.com/uploads/bio-product/55.jpg[/img]Fig 5. HT-1080细胞沿淋巴管的入侵。a 由多光子显微镜对边缘而非肿瘤中心的活化淋巴管产生的单幅图片。用FITC连接的LyP-1缩氨酸来检测。深度已标明在图上（um）。b 3D堆栈投影表明淋巴管内（白色箭头）和外淋巴管入侵（黑色箭头）。标尺100um。

  • 光学显微成像技术在神经科学研究中的应用

    [align=left][font=宋体][color=#374151]摘要：光学显微成像技术在神经科学研究中发挥着不可或缺的作用。文章将深入探讨两种主要的光学显微成像技术，即荧光显微镜和多光子显微镜，在神经科学领域的应用案例。我们首先介绍了这些技术的基本原理和发展历程，然后详细描述了它们在神经细胞成像、突触可塑性研究和脑功能成像中的应用。通过这些案例，我们展示了光学显微成像技术在神经科学研究中的重要性，以及它们对我们深入理解神经系统的贡献。[/color][/font][/align][font=宋体][color=#374151]关键词：神经科学、荧光显微镜、多光子显微镜、神经细胞成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像技术自17世纪以来一直在科学研究中扮演着重要的角色。随着技术的不断发展，光学显微镜已经成为许多科学领域的核心工具之一，尤其在生命科学和神经科学领域。文章将深入探讨光学显微成像技术在神经科学研究中的应用案例，重点介绍荧光显微镜和多光子显微镜这两种主要技术的原理和应用。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]一、光学显微成像技术应用[/color][/font][font=宋体][color=#374151]1.荧光显微镜的应用[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜是一种广泛应用于神经科学研究的工具，它使用荧光染料或标记物来可视化和研究神经系统的结构和功能。以下是荧光显微镜在神经科学研究中的应用案例，包括神经细胞成像、突触可塑性研究、脑疾病研究等方面。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（1）神经细胞成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在观察和研究神经细胞的结构和功能方面发挥了关键作用。通过使用荧光标记的抗体或分子探针，研究人员可以可视化神经元的不同结构，包括轴突、树突、细胞核等。这有助于研究神经细胞的形态特征以及它们在不同生理条件下的变化。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（2）突触可塑性研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在突触可塑性研究中也具有重要应用。突触可塑性是指突触的结构和功能如何受到刺激和学习的影响。通过标记突触相关的蛋白质或分子，研究人员可以实时观察突触的变化，如突触增强或突触抑制，以深入理解学习和记忆的神经机制。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（3）脑功能成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在脑功能成像方面也具有潜力。通过将钙指示剂或光遗传学标记物引入神经元，研究人员可以实时监测神经元的活动。这种技术使我们能够理解大脑不同区域的活动模式，以及不同刺激下神经元的响应。这对于研究认知过程、行为和神经疾病有着重要意义。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（4）神经干细胞研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜也被广泛用于研究神经干细胞。通过标记和追踪神经干细胞的命运和分化过程，研究人员可以理解神经系统的发育和再生机制。这对于神经系统修复和治疗神经系统疾病具有潜在应用。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（5）荧光标记的蛋白表达[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜也可用于研究不同蛋白质在神经系统中的表达和定位。通过使用荧光标记的蛋白表达技术，研究人员可以观察不同蛋白质的分布和相互作用，从而深入理解神经系统中的信号传导和调控。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（6）脑疾病研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在研究脑疾病方面也发挥着关键作用。研究人员可以使用荧光显微镜来研究神经系统疾病的病理机制，如帕金森病、阿尔茨海默病和精神分裂症。这有助于发现潜在的治疗方法和药物筛选。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光显微镜在神经科学研究中的应用是多方面的，涵盖了神经细胞成像、突触可塑性研究、脑功能成像、神经干细胞研究、蛋白质表达和脑疾病研究等多个领域。这一技术为神经科学家提供了非常强大的工具，帮助他们深入理解神经系统的结构和功能，以及与神经相关的疾病的机制。未来，随着技术的不断发展，荧光显微镜将继续在神经科学领域中发挥关键作用，为我们揭示神经系统的奥秘提供更多的洞察力。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]2.多光子显微镜的应用[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜（Multi-Photon Microscopy）是一种先进的成像技术，它利用非线性光学效应，如多光子吸收，为神经科学家提供了强大的工具，用于研究神经系统的结构和功能。相比传统的荧光显微镜，多光子显微镜具有许多显著的优势，包括更深的成像深度、较少的光损伤、更少的荧光标记物和更高的空间分辨率。以下是多光子显微镜在神经科学研究中的应用领域：[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（1）脑功能成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]脑功能成像是多光子显微镜的一个主要应用领域。这种技术允许研究人员实时观察活体动物的脑活动，包括神经元的兴奋与抑制、突触传递和脑区之间的相互作用。多光子显微镜能够提供高分辨率的三维图像，而无需使用荧光标记物。这对于研究大脑的基本功能、学习和记忆等过程至关重要。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（2）钙离子成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]钙离子在神经元内起着关键的信号传导作用。多光子显微镜可以用于监测神经元内的钙离子浓度变化，这对于理解神经元的兴奋性和突触传递至关重要。通过使用荧光钙染料，研究人员可以实时观察神经元内钙离子浓度的动态变化，以及不同神经元之间的协同作用。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（3）神经元形态学研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜在研究神经元的形态学和结构上也具有独特的优势。它可以提供高分辨率的三维成像，允许研究人员详细观察神经元的分支结构、突触连接和细胞器的分布。这对于理解神经元的连接方式、发展和退行性疾病的机制至关重要。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（4）活体动物模型研究[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜也在活体动物模型研究中发挥着关键作用。研究人员可以使用这种技术观察小鼠、果蝇等模型动物的脑活动，从而研究不同物种的神经系统功能和行为。这对于神经药理学、疾病建模和药物筛选具有重要意义。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]（5）细胞内成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜也可用于单个神经元或突触的细胞内成像。这允许研究人员观察细胞内的亚细胞结构、蛋白质运输和突触形成等过程。这对于研究神经元的分子机制和突触可塑性非常有帮助。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]多光子显微镜的应用领域不仅局限于神经科学，还扩展到其他生命科学领域，如细胞生物学、免疫学和生物医学研究。其高分辨率和深层成像能力使其成为许多领域中不可或缺的工具。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]尽管多光子显微镜在神经科学研究中具有巨大的潜力，但它也面临着一些挑战。其中之一是成像速度，尤其在观察大脑活动时，需要高速成像以捕捉快速的神经事件。另一个挑战是数据处理和分析，因为高分辨率、三维和四维成像产生了大量的数据，需要强大的计算资源和分析工具。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]未来，我们可以期待多光子显微镜技术的不断改进和发展，以应对这些挑战。新的激光技术、荧光标记物和成像算法将继续推动这一领域的进展，为我们深入理解神经系统的复杂性提供更多的洞察力。多光子显微镜将继续在神经科学领域中发挥关键作用，有望帮助我们解决一些最具挑战性的神经科学问题。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]二、光学显微成像技术在神经科学研究中的应用存在问题[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像技术在神经科学研究中的应用虽然具有众多优势，但也存在一些问题和挑战，这些问题需要科研人员不断努力来解决。以下是一些存在问题：[/color][/font][font=宋体][color=#374151]1.有限的成像深度[/color][/font][font=宋体][color=#374151]传统的光学显微成像技术受到光的折射和吸收的限制，导致成像深度受到限制。这在研究深层脑区时成为问题，因为光无法有效透过多层组织，导致深层神经元无法清晰成像。多光子显微镜已经在这一方面取得了进展，但仍然存在深度限制。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]2.光损伤和毒性[/color][/font][font=宋体][color=#374151]荧光标记物和强光源在成像过程中可能对生物样本产生光损伤和毒性作用。这对于活体成像和长时间观察是一个挑战，因为它可能导致样本的退化和死亡。科研人员需要努力寻找更温和的成像方法和标记物，以减轻这些问题。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]3.数据量庞大[/color][/font][font=宋体][color=#374151]高分辨率和多维成像技术产生大量的数据，需要强大的计算资源和复杂的数据分析工具。处理和管理这些数据可能是一个挑战，尤其是在长期实验和大规模成像项目中。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]4.标记物的选择[/color][/font][font=宋体][color=#374151]合适的荧光标记物对于获得高质量的成像数据至关重要。然而，选择适当的标记物可能会受到限制，因为一些标记物可能会干扰样本的正常生理活动，或者不适合特定的实验条件。因此，需要不断开发新的标记物和成像方法。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]5.解析度限制[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像的分辨率受到光的波长限制，通常受到绕射极限的限制。虽然一些超分辨率成像技术已经出现，但它们仍然无法突破光学分辨率极限。这可能会限制对神经系统微观结构的精确观察。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]6.活体成像的挑战[/color][/font][font=宋体][color=#374151]对于活体成像，尤其是在大脑中，样本的运动和呼吸等因素可能导致成像失真。稳定和精确定位样本是一个技术挑战。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]尽管存在这些问题，光学显微成像技术仍然是神经科学研究的不可或缺的工具，因为它们提供了独特的实时、高分辨率和非侵入性的成像能力。科研人员不断努力解决这些问题，通过技术创新和改进，光学显微成像技术有望继续为神经科学领域的研究提供更多洞察力。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]三、下一步研究方向[/color][/font][font=宋体][color=#374151]基于上述问题，光学显微成像技术在神经科学研究中的应用仍然需要不断改进和发展。下面是可能的下一步研究方向，以解决这些问题：[/color][/font][font=宋体][color=#374151]1.改进成像深度[/color][/font][font=宋体][color=#374151]研究人员可以探索新的成像方法，如双光子显微镜和光学波前调制成像，以增加成像深度。此外，开发新的光学透明样本制备技术，如透明大脑样本技术，可以帮助克服深度限制问题。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]2.减少光损伤和毒性[/color][/font][font=宋体][color=#374151]研究人员可以寻找更温和的成像条件，减少光损伤和荧光标记物的毒性。此外，使用先进的成像系统，如自适应光学成像，可以减小激光功率，同时保持高分辨率。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]3.数据管理和分析工具[/color][/font][font=宋体][color=#374151]开发更强大的数据管理和分析工具，以处理庞大的成像数据。机器学习和深度学习方法可以帮助提高数据分析的效率，并自动检测和量化细胞和结构。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]4.标记物的改进：寻找更多、更具选择性的标记物，以减少对样本的干扰。这可以包括荧光标记物的改进、发展新的基因表达标记和探测技术。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]5.突破分辨率极限[/color][/font][font=宋体][color=#374151]进一步发展超分辨率成像技术，以突破传统光学分辨率极限，获得更高的细节分辨率。例如，结构光显微镜和单分子成像技术可以帮助提高分辨率。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]6.活体成像技术改进：研究人员可以探索新的样本固定和稳定技术，以减小样本运动对成像的影响。另外，开发新的活体成像方法，如头部悬置成像和小型显微成像技术，可以帮助在动态活体条件下进行成像。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]7.多模态成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]结合不同的成像技术，如光学显微镜与电生理记录、光学显微镜与功能磁共振成像（fMRI）等，以获得更全面的神经科学数据。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]8.多尺度成像[/color][/font][font=宋体][color=#374151]开发多尺度成像方法，能够在微观和宏观水平上同时观察神经系统的活动，从神经元到整个脑区。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]这些研究方向代表了改进和扩展光学显微成像技术在神经科学研究中的应用的可能途径。通过不断的技术创新和跨学科合作，神经科学家和工程师有望克服这些问题，提高光学显微成像技术的效能和应用广度，以更深入地理解神经系统的复杂性。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]四、结论[/color][/font][font=宋体][color=#374151]光学显微成像技术在神经科学研究中的应用案例清楚地表明，这些技术在揭示神经系统的复杂性和功能中起到了关键作用。然而，这仅仅是一个开始，未来仍有许多挑战和机遇等待我们探索。例如，新的成像技术和荧光标记方法的不断发展将进一步扩展我们的研究领域。此外，将光学显微成像技术与其他分子生物学和生物化学技术相结合，可以更全面地理解神经系统的功能。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]在未来，我们可以期待更高分辨率、更深层次的成像以及更多三维和四维成像的发展。这将有助于解决神经科学中的一些最具挑战性的问题，如神经网络的复杂性和神经退行性疾病的机制。光学显微成像技术将继续为神经科学研究提供有力的工具，推动我们对大脑和神经系统的理解不断深入。[/color][/font][font=宋体][color=#374151]参考文献：[/color][/font][font=宋体][color=#374151][1]高宇婷,潘安,姚保利等.二维高通量光学显微成像技术研究进展[J].液晶与显示,2023,38(06):691-711.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][2]王义强,林方睿,胡睿等.大视场光学显微成像技术[J].中国光学(中英文),2022,15(06):1194-1210.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][3]章辰,高玉峰,叶世蔚等.自适应光学在双光子显微成像技术中的应用[J].中国激光,2023,50(03):37-54.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][4]曹怡涛,王雪,路鑫超等.无标记光学显微成像技术及其在生物医学的应用[J].激光与光电子学进展,2022,59(06):197-212.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][5]关苑君,马显才.光学显微成像技术在液-[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相[/color][/url]分离研究中的应用[J].中山大学学报(医学科学版),2022,43(03):504-510.DOI:10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.Univ (med.sci).2022.0319.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][6]陈廷爱,陈龙超,李慧等.结构光照明超分辨光学显微成像技术与展望[J].中国光学,2018,11(03):307-328.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][7]安莎. 轴平面光学显微成像技术及其应用研究[D].中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所),2021.DOI:10.27605/d.cnki.gkxgs.2021.000055.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][8]杜艳丽,马凤英,弓巧侠等.基于空间光调制器的光学显微成像技术[J].激光与光电子学进展,2014,51(02):13-22.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][9]莫驰,陈诗源,翟慕岳等.脑神经活动光学显微成像技术[J].科学通报,2018,63(36):3945-3960.[/color][/font][font=宋体][color=#374151][10]张财华,赵志伟,陈良怡等.自适应光学在生物荧光显微成像技术中的应用[J].中国科学:物理学 力学 天文学,2017,47(08):26-39.[/color][/font]

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