双光子荧光显微镜的特点解析
随着科技的发展,不同的高新技术被应用于显微镜上。双光子荧光显微镜是结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术的一种新技术。今天来跟随小编一起,看看双光子荧光显微镜的特点解析。
双光子激发的基本原理是:在高光子密度的情况下,荧光分子可以同时吸收 2 个长波长的光子,在经过一个很短的所谓激发态寿命的时间后,发射出一个波长较短的光子;其效果和使用一个波长为长波长一半的光子去激发荧光分子是相同的。双光子激发需要很高的光子密度,为了不损伤细胞,双光子显微镜使用高能量锁模脉冲激光器。这种激光器发出的激光具有很高的峰值能量和很低的平均能量,其脉冲宽度只有 100 飞秒,而其周期可以达到 80 至 100 兆赫。在使用高数值孔径的物镜将脉冲激光的光子聚焦时,物镜的焦点处的光子密度是高的,双光子激发只发生在物镜的焦点上,所以双光子显微镜不需要共聚焦针孔,提高了荧光检测效率。为形态学、分子细胞生物学、神经科学、和药理学等研究领域中重要的研究手段。
双光子荧光显微镜的特点解析:
1)增加了染料的选择性:共聚焦系统的激光器(Ar, Ar/Kr, HeNe)的激发光范围在 488nm - 647nm
这就意味着想用紫外激发荧光染料的实验进行,例如使用 DAPI , Hoescht
而双光子的激发波长是单光子的两倍,所以紫外激发的染料能被近红外光激发。
2)减少光漂白:因为光漂白减少的减少使得用 CFP/YFP 做荧光共振能量转移( FRET )的实验的成功率提高。
3)无需特殊的物镜:从硬件的角度出发,用近红外光的波长激发紫外激发染料不需要特殊的紫外光学组件。
4)提高信噪比:激发光波长和发射光波长具有很大的差别,提高了信噪比。
5)漂白局限于焦点处:因为荧光激发只发生在物镜的焦点上,所以就不需要共聚焦针孔了。这样提高了光的检测,而且光漂白只发生在焦点上。
6)更容易穿透标本:红外波长的光不易被细胞散射,能穿透更深的标本。