時間聚焦多光子激發顯微鏡(Temporal focusing multiphoton microscopy)是一種保持深度分辨率同時高度並行多光子顯微鏡。傳(chuan) 統的時間聚焦寬視場配置存在軸向分辨率不佳的問題。而使用數字微鏡器件(DMD)可實現線掃描的時間聚焦方案,對傳(chuan) 統方案優(you) 化:動態並行掃描(成像速度)提高軸向分辨率。這種方案可有效提高顯微鏡分辨能力。
DMD在雙光子激發顯微鏡中国产成人在线观看免费网站
時間聚焦是一種高度並行的激光激發技術,廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 細胞動態成像、光遺傳(chuan) 學和微製造等領域。雖然時間聚焦多光子激發顯微鏡能在寬視場成像,但在軸向分辨率方麵傳(chuan) 統點掃描多光子顯微技術更占優(you) 勢。一種改進方式是采用線掃描的工作方式,將光線聚焦到線中來對激發平麵進行圖形化,提高軸向分辨率。而使用DMD可以有效實現對光的快速空間調製,在激發麵形成動態圖樣。同時由於(yu) DMD的圖樣可編程性,可以控製線寬,也可以同時照明多條線,並快速掃過樣品。這有利於(yu) 實際實驗中平衡照明區域和軸向分辨率的不同需求。
上圖為(wei) 實驗裝置示意圖。激光束經過反射光柵衍射,通過兩(liang) 個(ge) 凸透鏡將經過衍射的光束投射在DMD的微鏡陣列上。由DMD對光束空間調製後,光束被濾光片反射到物鏡,將DMD圖樣聚焦到樣品中。
實驗使用綠色熒光量子點樣品比較廣域時間對焦和基於(yu) DMD的線掃描時間對焦技術的軸向分辨率。DMD選取不同寬度的條紋圖樣對比結果,條紋寬度3像素直到全部像素(全亮)。
寬場時間聚焦激發(紅點)和線掃描時間聚焦激發(藍點)的z軸綜合熒光強度分布圖比較。DMD的尺寸為(wei) 128 × 128像素,寬視場測量為(wei) “on”,行掃描模式為(wei) 128 × 3像素序列為(wei) “on”。數據擬合為(wei) 洛倫(lun) 茲(zi) 函數(實線)。
上圖比較兩(liang) 種方案在z軸上的分辨能力,線掃描照明的FWHM比寬場照明明顯減少,表明線掃描軸向分辨率有提高。
使用花粉顆粒作為(wei) 樣品比較:
花粉粒的雙光子時間聚焦熒光圖像。花粉顆粒的圖像為(wei) 寬場、128 × 128 個(ge) "開"像素和 8 行 128 × 3 個(ge) "開"像素。花粉顆粒在Z大熒光強度下由廣域和線掃描模式的圖像分別顯示(a,b)。(c) 廣域(黑色)和花粉顆粒上的線掃描(品紅色)模式(a,b)。通過(c)可得到線掃描模式分辨能力更強。比較(a)(b),還可得知線掃描能夠消除寬場模式的“幽靈”條紋。“幽靈”條紋不是花粉的圖像特征,是儀(yi) 器組件互相幹擾產(chan) 生的現象。
使用DMD的線掃描時間聚焦雙光子激發顯微鏡相較於(yu) 傳(chuan) 統的的寬場時間聚焦雙光子顯微鏡,在軸向分辨率方麵有明顯提高。同時由於(yu) DMD的高速空間調製性能,可以完成並行線掃描(縮短成像時間),並自如根據實際實驗要求平衡視場寬度與(yu) 軸向分辨率(改變DMD圖樣)。
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