激光扫描共聚焦和双光子显微镜的探测器,该怎么选用?
首先我们来简单介绍一下激光扫描共聚焦和双光子这两种当红的显微成像技术。
激光扫描共聚焦显微技术,是荧光显微成像的一种,用于激发样品的荧光信号并对其放大成像。
在激光扫描共聚焦显微镜中,样品焦平面上每一时刻只有一个点被激发光照射,纵然焦平面外也有激发光照射,但通过探测器前的针孔(pinhole),仅有焦平面上的荧光信号能被探测器接收。
也就是说,每个时刻,只有焦平面上一个点的信号被探测。通过点扫描的方式,一个个点的信号就可以组合出最终的图像。
双光子显微镜(包括多光子显微镜)同样采用点扫描的方式得到图像。不同的是,其采用的激发光波长较长,只有当两个(或更多)激发光光子几乎同时轰击荧光探针的时候才可能激发出荧光信号。所以只有在光子密度特别大的焦点,出才会激发出荧光。
也就是说,双光子显微镜中,同样每个时刻只有焦平面上一个点的信号被探测,并且连焦平面外的荧光信号也不会有。
虽说这两种荧光显微成像技术,在光路和激发光源上并不相同,但对探测器的要求却是类似的,那就是:
足够灵敏的点探测器。
在激光扫描共聚焦显微镜还是双光子显微镜的应用中,虽然有少数研究者、制造商采用了HPD(hybride photodetector,攻城狮推荐:R11322U-40)和雪崩二极管(APD,avalanche photodiode)。但占据绝对C位的,还是光电倍增管(PMT,photomultiplier)。
而今天我们主要来探讨的,就是在激光扫描共聚焦显微镜和双光子显微镜的应用中,该如何选择以及更好的使用PMT。
在对PMT进行选型时,首先需要关注的是光阴极材料。因为其决定了PMT的光谱探测范围和大致的灵敏度。一般说来,共聚焦显微镜所用PMT中最常见的两种光阴极有两种:
GaAsP(镓砷磷):灵敏度较高
Multialkali(多碱,MA):光谱探测范围更大
该应用中滨松几款常见产品,包括裸管和模块两类。一般而言,如果不考虑大批量生产,建议采用模块产品。
目前,以GaAsP为光阴极的PMT已是共聚焦应用中的主流探测器。滨松在标准型号H7422-40的基础上,还针对来自用户的特别需求,提供各种衍生型号(见下图),包括:
1)不带制冷的产品系列(如H10770系列)
2)为光子计数法所开发的产品系列(如H7421系列)
3)放宽自我保护功能的产品系列(如H7422A系列)
接下来,我们将针对以下在选型和使用中的常见问题,进行解析:
【选型】 有关光阴极的讨论
【选型】 有关裸管 & 模块的讨论
【选型】 制冷对于PMT的影响
【选型】 关于模拟法与光子计数法
【选型】 关于PMT的自我保护功能
【使用】 关于PMT灵敏度的离散性问题
【使用】 为了防止损坏,PMT使用中有什么注意事项
【使用】 如何设置PMT的工作电压来得到最理想的信噪比
【使用】 测试中发现背景高/信噪比不好,有可能有哪些原因
【使用】 PMT使用时是否需要预热
【使用】 PMT的寿命如何
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