3P-Bildgebung von verschiedenen Proben mit nur 1300nm Anregung
Die schlüsselfertige 1300-nm-Quelle ermöglicht es, die Neurowissenschaften bei Säugetieren buchstäblich und im übertragenen Sinne zu vertiefen und gleichzeitig sowohl kurzals auch langwellige Fluoreszenzproben 안즈레겐.
10. 2022년 9월 일관적
Die Drei-Photonen-Anregung (3P) von flueszierenden Proteinen und Proben stößt derzeit auf großes Interesse, insbesondere bei Neurowissenschaftlichen Anwendungen. Grund는 Wellenlängenfenstern에서 1300nm 및 1700nm의 큰 Eindringtiefe를 갖고 있으며 Chris Xu 및 Anderen gezeigt Wurde의 3P-Anregung verwendet werden에 대해 설명합니다.
Die Drei-Photonen-Anregung kann auch ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis liefern als die Zwei-Photonen-Anregung und weist dabei praktisch keine unscharfe Fluoreszenz auf. Dies ermöglicht eine Tiefere Bildgebung im Gehirn lebender Mäuse, durch die gesamte Tiefe des > 1mm Dicken Kortex.
Ebenso wichtig ist, dass das 1300-nm-Licht den Anforderungen an die 3P-Anregungsenergie von grün flureszierenden Proteinen und Proben wie Dextran entspricht, während das 1700-nm-Licht für die Anregung von langwelligeren Zielen wie tdTomato verwendet werden kann.
Einige Forscher würden gerne verschiedene Proben gleichzeitig anregen, um anspruchsvollere Abfragen des Säugetiergehirns durchzuführen. Solche informationsreichen Daten können das Verständnis dafür beschleunigen, wie Neuronale Verbindungen und Aktivitäten mit wichtigen Funktionen zusammenhängen.
Durch die Verwendung beider Anregungswellenlängen können Proben mit kurzer und Langer Wellenlänge gleichzeitig abgebildet werden. Dies hat jedoch einige Einschränkungen. Erstens ist es kompliziert (und teuer), Strahlen mit beiden Wellenlängen zu erzeugen und sie im Mikroskop zu kombinieren. Die Verwendung von zwei Laserquellen zur Anregung von lebendem Gewebe bedeutet, dass die doppelte Laserleistung auf die Probe einwirken muss. Außerdem gab es bis vor Kurzem keine einfache (d. h. "One-Box") Quelle für 1300 nm order 1700 nm, so dass die Forscher in der Regel einen Laser bei etwa 1040 nm verwendeten, um einen abstimmbaren OPA für jede der beiden Wellenlängen zu betraiben.
Aber die Kombination von zwei Entwicklungen hat die gleichzeitige 3P-Anregung von kurz- und langwelligen Sonden viel einfacher und damit für ein breiteres Anwenderfeld zugänglich gemacht.
1300nm Anregung von langwelligen Sonden
Mehrere neuere 3P-Bildgebungsstudien haben gezeigt, dass 1300 nm zur Anregung sowohl grüner als auch roter Fluoreszenzsonden verwendet werden kann. Das Licht der beiden Proben wird dann mit Hilfe von Filtern in zwei Kameras getrennt erfasst. So haben Timo van Kerkoerle und seine Doktorandin Marie Guillemant die gleichzeitige Erregung von mit Dextran und tdTomato markierten Interneuronen im präfrontalen Kortex der Maus durch 3P-Anregung mit einem auf 1300 nm abgestimmten Monaco und Opera-F nachgewiesen (압빌둥 1). Das Z-Stapel-Bild hier zeigt, dass das rotverschobene Anregungssignal der Probe sogar bis zu einer Tiefe von ~1 mm signifikant ist.
Daten mit freundlicher Genehmigung von Timo van Kerkoerle, Ph.D., und Marie Guillemant, Neurospin, CEA Saclay.
3P-Bildgebung von mit Dextran(grün) und tdTomato(rot) markierten Interneuronen im präfrontalen Kortex der Maus, die eine Tiefe von ~1mm erreichen.
Chris Xu veröffentlichte im Jahr 2021 einen Artikel über die 3P-Anregung von mehrfarbigen Fluorophoren mit einer einzigen Wellenlänge*
Diese Arbeit hat gezeigt, dass viele bekannte rot floreszierende Moleküle, die üblicherweise mit einer 1700-nm-Anregung auf den niedrigstenangeregten Zustand abgebildet wurden, auch mit 1300nm auf einen höher energetischen elektronischen Zustandangeregt werden können. Dieser neuartige Anregungsmechanismus ermöglicht eine doublee grüne und rote 3P-Fluoreszenz-Bildgebung im Mäusegehirn mit nur 1300nm Laserlicht.
Wir glauben, dass diese Erkenntnisse von Timo van Kerkoerle und Chris Xu einen deutlichen Einfluss auf die zukünftige Richtung der 3P-Anregung von bildgebenden und funktionellen Fluoreszenzproben haben werden.
1300nm 펄스를 위한 Eine Ein-Box-Quelle
Ein weiterer nützlicher Fortschritt ist die jüngste Entwicklung von integrierten One-Box-Lasern, die eine optimierte Quelle für 1300nm Femtosekundenpulse zur 3P-Anregung bieten. Ein Beispiel dafür ist der neue일관된 모나코 1300, eine einfach auf Knopfdruck zu bedienende Quelle mit einer Pulsbreite von weniger als 50 fs.
Diese kurze Pulsbreite는 3P-Bildgebung, da sie eine hohe Spitzenleistung liefert und die Helligkeit des 3P-Bildes Proportional zur Kubikzahl der Laser-Spitzenleistung ist에 이상적입니다. Dieser neue Laser liefert außerdem bis zu 2,5 W Leistung mit einer Wiederholrate von wahlweise 1, 2 또는 4 MHz 및 unterstützt damit eine schnelle Bildaufnahme. Darüber hinaus maximiert der kreisförmige, qualitativ hochwertige (M2 < 1,3) Laserstrahl den Durchsatz des Mikroskops, die Effizienz der Bildgebung und die Bildauflösung in allen drei Achsen.
Das Single-Box-Paket enthält auch die Option von zwei beliebten Funktionen, die die 3P-Bildgebung vereinfachen und die Bildhelligkeit verbessern können. Dabei handelt es sich um die Funktion Total Power Control(TPC), die eine fliegende Leistungsabschwächung bzw. -Steuerung ermöglicht, und einen Compact Pulse Compressor(CPC), der eine Dispersionsvorkompensation for eine Optile Pulsbreite an der Probe bietet.
Eine glänzende Zukunft für die 3P-Bildgebung
Die Verwendung einer einzigen Laserquelle zur Anregung verschiedener Proben verspricht einen Fortschritt auf dem Gebiet der Neurowissenschaften, indem sie eine schnelle, informationsreiche Bildgebung großer Hirnvolumina ermöglicht, die auf der Kartierung Kortikalschichten Basiert의 mehrerer Zelltypen Tief. Diese Entwicklungen in der 3P-Anregungstechnologie und -mechanik sollten Forschern bei der Entscheidung helfen, ob sie eine durchstimmbare oder eine 3P-Anregungsquelle mit einer einzigen Wellenlänge bevorzugen, und sie unterstreichen den Wert von Lösungen wie dem일관된 모나코 1300.
Lesen Sie mehr über den일관된 모나코 1300언세렘 블로그에서.
* Quelle:, 과학의 발전.
