Thorlabs多光子顯微鏡系統(tǒng)

　　Thorlabs的MPM200系列多光子顯微鏡是可以滿足活體生物厚樣品成像需求的平臺(tái)。此系統(tǒng)能夠勝任小如生物組織、大如整個(gè)活體生物的樣品成像。

　　ThorlabsMPM200多光子顯微鏡能夠?yàn)閷拡鐾干涔怙@微、落射熒光成像和精細(xì)多光子技術(shù)提供通用的解決方案，從而最精密地還原樣品數(shù)據(jù)。Thorlabs提供從物鏡到抗振工作臺(tái)的全系列產(chǎn)品，使用戶可以根據(jù)成像需求和預(yù)算構(gòu)建最理想的系統(tǒng)。

　　Thorlabs多光子顯微鏡產(chǎn)品線具有如下幾個(gè)特性

　　光源波長范圍為680-1400nm,掃描速度達(dá)到30幀每秒(分辨率為512 x 512像素)，采用全視場非退掃描探測(cè)器(Non-Descanned Detectors)，支持低放大倍數(shù)/高NA的生理學(xué)物鏡，可供應(yīng)雙通道、四通道和四通道預(yù)備系統(tǒng)，開發(fā)了一套直觀易操作的圖像采集軟件。

　　多光子顯微鏡的原理

　　當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)光子同時(shí)到達(dá)熒光團(tuán)并且其能量總和滿足躍遷能級(jí)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生多光子激發(fā)效應(yīng)。當(dāng)熒光團(tuán)經(jīng)過微小的無輻射損耗，躍遷回到基態(tài)時(shí)，就會(huì)發(fā)射出一個(gè)新的光子。二次和三次諧波產(chǎn)生(分別為SHG和THG)在入射光子同時(shí)湮滅并且產(chǎn)生一個(gè)能量等于之前光子總和的新光子時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。

　　雙光子激發(fā)和二次諧波產(chǎn)生(SHG)都是非線性過程，其信號(hào)的產(chǎn)生取決于激光光強(qiáng)的平方(I2)，而光子激發(fā)和三次諧波產(chǎn)生(THG)則與激光光強(qiáng)的三次方有關(guān)(I3)。非線性特性要求聚焦在樣品上衍射極限點(diǎn)的激光脈沖具有高光子密度，生成的輸出信號(hào)絕大部分被限制在物鏡的焦平面上。這樣一來，就可以獲得厚樣品中的光學(xué)切片圖像。通過物鏡沿著樣品深度方向進(jìn)行移動(dòng)并采集對(duì)應(yīng)的切片圖像，對(duì)切片圖像進(jìn)行三維重構(gòu)即可得到被測(cè)試樣的三維圖象。

　　Thorlabs多光子顯微鏡系統(tǒng)的組成部分如下作詳細(xì)介紹。

　　1.多光子系統(tǒng)

　　MPM200-2雙通道多光子系統(tǒng)適合生物醫(yī)學(xué)成像的應(yīng)用。MPM200系列產(chǎn)品的快速掃描特性使它們可以在更短的時(shí)間內(nèi)采集更多的數(shù)據(jù)，這樣就可以在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中保持樣品的活性。系統(tǒng)中的兩個(gè)高靈敏度非退掃描探測(cè)器可以將信號(hào)的探測(cè)效率最大化，從而具有更深的成像深度并減少對(duì)樣品的損傷。其專用的多光子光路使其可以使用多種激發(fā)光源和不同廠商生產(chǎn)的高數(shù)值孔徑物鏡。

　　MPM200-4在MPM200-2的基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)光電倍增管來提高成像能力，它們位于透射光探測(cè)模塊(TLDM)中的聚光鏡下方。額外的兩個(gè)探測(cè)通道含有兩個(gè)帶全視場采集光學(xué)元件的高靈敏度GaAsP光電倍增管。子平臺(tái)聚光鏡作為一個(gè)對(duì)立物鏡，可以采集前向傳播的信號(hào)。除了采集熒光信號(hào)外，TLDM還可以用來采集二次和三次諧波信號(hào)。

　　2.色散補(bǔ)償單元

　　Thorlabs多光子顯微鏡系統(tǒng)的色散補(bǔ)償單元基于啁啾鏡技術(shù)，用以保持樣品上的激光脈沖寬度。它的特點(diǎn)是易于嵌入集成，輸入和輸出共線。

　　3.光束調(diào)節(jié)單元

　　光束調(diào)節(jié)單元的作用是自動(dòng)控制激光功率和光束直徑，它可以完全集成于ThorImageLS TM軟件中，自動(dòng)功率線性變化功能用于產(chǎn)生Z軸圖像堆疊，并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)。

　　4.生理學(xué)平臺(tái)與ScienceDesk光學(xué)平臺(tái)

　　生理學(xué)平臺(tái)采用高度可調(diào)的U形UltraLight?系列面包板，可以使觀察者在270°范圍內(nèi)觀測(cè)樣品，它包含顯微鏡平移臺(tái)，手動(dòng)平移臺(tái)，電動(dòng)平移臺(tái)和編碼電動(dòng)平移臺(tái)。U型面包板帶有密封孔以防止?jié)B漏，可容納多種樣品盒。

　　5.Burleigh微操作控制器

　　Burleigh微操作控制器應(yīng)用壓電技術(shù)實(shí)現(xiàn)精確位移，超精密定位無漂移，卓越的穩(wěn)定性。

　　6.多光子顯微物鏡

　　Thorlabs同時(shí)供應(yīng)一系列特別適合于多光子成像的生理學(xué)物鏡。這些水浸式物鏡具有高數(shù)值孔徑(NA)和長工作距離(WD)。此外，它們具有更寬的透過范圍和色彩校正范圍。

　　7.透射光探測(cè)模塊

　　Thorlabs多光子顯微鏡的透射光探測(cè)模塊提供雙通道的正向傳播信號(hào)采集，包括兩個(gè)高靈敏度的GaAsP光電倍增管和易于操作的濾光片立方，直接安裝到尼康FN1基座上使用背散光探測(cè)器或單獨(dú)使用多達(dá)四個(gè)探測(cè)通道，可以進(jìn)行信號(hào)求和。

　　8.ThorImageLS TM軟件

　　ThorImageLS TM簡易的圖形界面使用戶能夠快速收集和瀏覽數(shù)據(jù)。軟件能協(xié)調(diào)外圍控制和圖像采集以獲得最佳數(shù)據(jù)。采集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以回放或轉(zhuǎn)換成影片用于發(fā)表和共享。同時(shí)，Thorlabs也提供軟件工具開發(fā)包和C++、LabVIEW語言函數(shù)庫以方便二次開發(fā)。