雙光子激發(fā)熒光（TPEF）顯微鏡是對(duì)活體組織深層三維成像的第1方法欲诺，較長(zhǎng)的波長(zhǎng)就有較低的散射和更高的對(duì)比度适篙，飛秒激光器較高的平均功率可能對(duì)樣品帶來(lái)光損傷粉臊，較高的峰值功率具有更高的激發(fā)效率。西班牙FYLA公司SCH全光纖超連續(xù)譜全光纖激光器酪劫，脈沖寬度短至15fs，與傳統(tǒng)的100fs激光器相比寺董，SCH可在相同平均功率水平下提供超過(guò)傳統(tǒng)飛秒激光器7倍的光子通量覆糟，同時(shí)得益于其超寬的光譜范圍，可同時(shí)激發(fā)多種熒光探針遮咖，讓多色雙光子顯微成像變得更簡(jiǎn)單滩字。
雙光子顯微成像用飛秒激光器
雙光子激發(fā)熒光（TPEF）顯微鏡陶珠，也稱(chēng)為雙光子顯微鏡挟裂，是對(duì)活體組織深層三維成像的第1方法。深度成像是TPEF顯微鏡固有的優(yōu)勢(shì)揍诽，它使用了更長(zhǎng)的激發(fā)波長(zhǎng)（通常是近紅外波段）诀蓉，因而其帶來(lái)的散射比傳統(tǒng)共聚焦顯微鏡中所使用的較短的可見(jiàn)波長(zhǎng)更少。更長(zhǎng)的波長(zhǎng)同時(shí)也減少了來(lái)自散射光的背景照明暑脆，并增加了在更高深度處的對(duì)比度渠啤。目前，用TPEF顯微鏡可以獲得1mm深度的體內(nèi)大腦圖像饵筑。
在熒光顯微鏡中埃篓，當(dāng)兩個(gè)獨(dú)立的光子被一種介質(zhì)同時(shí)吸收時(shí)，就會(huì)發(fā)生雙光子激發(fā)根资。這需要兩個(gè)合適能量的光子在這樣的介質(zhì)上時(shí)間和空間上同時(shí)重合架专；通常來(lái)說(shuō)這不需要非常大的激發(fā)光子通量同窘，當(dāng)然光子通量越大， 雙光子同時(shí)被吸收的概率就越大部脚。在TPEF顯微鏡中想邦，更高的光子通量會(huì)帶來(lái)更高的效率，從而帶來(lái)圖像質(zhì)量和分辨率的提升委刘。
在TPEF顯微鏡中丧没，雙光子激發(fā)所需的大光子通量更多的是通過(guò)寬波段可調(diào)諧的鈦寶石飛秒激光器實(shí)現(xiàn)的，激光器典型規(guī)格脈寬為100fs锡移，重復(fù)頻率約為80MHz呕童，這可以給雙光子顯微鏡帶來(lái)非常高的峰值功率和大光子通量。然而淆珊，激光器較高的平均功率（在1~4瓦范圍內(nèi)）會(huì)由于激發(fā)波長(zhǎng)的線(xiàn)性吸收引起的與介質(zhì)的光熱相互作用而造成熱損傷夺饲。這種效應(yīng)在體內(nèi)成像中尤其重要，因?yàn)闇囟瘸^(guò)40oC會(huì)導(dǎo)致不可逆的損傷施符。因此往声，傳統(tǒng)的固態(tài)激光器所提供的平均功率必須被衰減才能實(shí)際應(yīng)用于TPEF顯微鏡，峰值功率也會(huì)相應(yīng)地降低戳吝。保持較低的平均功率以避免熱損傷浩销，同時(shí)縮短脈沖持續(xù)時(shí)間是一種替代的提高峰值功率的方法。這減少了光子落在介質(zhì)上的時(shí)間間隔听哭，同時(shí)提高了介質(zhì)被吸收的概率慢洋。
近日，西班牙FYLA公司首次利用超連續(xù)譜全光纖激光器技術(shù)得到脈沖寬度短至15fs的商業(yè)激光器欢唾，命名型號(hào)“SCH”且警。與傳統(tǒng)的100fs激光器相比，SCH的15fs脈沖寬度可在相同平均功率水平下提供超過(guò)傳統(tǒng)飛秒激光器7倍的光子通量礁遣。
圖1：FCH 寬光譜光纖飛秒激光器斑芜，波長(zhǎng)范圍950-115nm，脈沖寬度15fs, 峰值功率>200kW
圖2：藍(lán)色線(xiàn)：SCH 飛秒激光器光譜曲線(xiàn)祟霍；橙色線(xiàn)：1um波段百秒激光器光譜曲線(xiàn)杏头；灰色線(xiàn)：紅色熒光蛋白DsRed吸收截面光譜
但是，巨幅提高每個(gè)時(shí)間和面積上可用光子數(shù)量對(duì)圖像的真正影響是什么呢沸呐？
一醇王、更高的激發(fā)效率，更高的圖像亮度
理論上崭添，在雙光子顯微鏡中寓娩，圖像的亮度與激發(fā)效率直接相關(guān)，而激發(fā)效率完全依賴(lài)于光子通量和熒光團(tuán)的二階非線(xiàn)性激發(fā)截面(GM) 。作為一個(gè)例子棘伴，我們可以嘗試計(jì)算熒光蛋白mRFP在15fs激光脈寬（如SCH飛秒激光器）和1050nm中波長(zhǎng)照射下的激發(fā)效率寞埠。與100fs的激光器相比，15fs激光器具有更寬的帶寬（達(dá)200nm）焊夸，可以在900到1200nm之間激發(fā)mRFP仁连，與100fs激光器的11nm相比，這是一個(gè)更寬的光譜區(qū)域阱穗。
圖3：藍(lán)色曲線(xiàn)：以1050nm為中心的SCH 15fs全光纖飛秒光纖激光器的峰值功率饭冬； 橙色曲線(xiàn)：以1050nm為中心的100fs光纖飛秒激光器的峰值功率；黑色曲線(xiàn)：mRFP的二階非線(xiàn)性激勵(lì)截面(GM)
考慮到各波長(zhǎng)的峰值功率和激發(fā)截面揪阶，可以計(jì)算出mRFP的激發(fā)效率昌抠。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)100fs激光器相比較遣钳，SCH飛秒激光器15fs的脈沖寬度使得激發(fā)效率提高了50%扰魂。
圖4：藍(lán)色曲線(xiàn)：SCH 15fs全光纖飛秒光纖激光器的峰值功率麦乞； 橙色曲線(xiàn)：100fs光纖飛秒激光器的峰值功率蕴茴；黑色曲線(xiàn)：mRFP的二階非線(xiàn)性激勵(lì)截面(GM)
圖5：小鼠腸道切片的2P熒光顯微鏡圖像，用SYTOX Green標(biāo)記細(xì)胞核（黃色）和Alexa Fluor 568煥鈦標(biāo)記肌動(dòng)蛋白絲（藍(lán)色）
二姐直、多色同時(shí)激發(fā)
想象一下倦淀，同時(shí)成像多個(gè)波段范圍的熒光團(tuán)，而不必考慮選擇非常好的激發(fā)波長(zhǎng)激光器声畏。在雙光子顯微鏡中撞叽，使用傳統(tǒng)的100fs激發(fā)激光器，這通常是一個(gè)復(fù)雜的插龄，有時(shí)甚至是不可能完成的任務(wù)愿棋。傅里葉變換極限的100fs近紅外固體飛秒激光器（例如鈦寶石飛秒激光器、920nm光纖飛秒激光器）的光譜寬度通常在10~20nm范圍內(nèi)均牢，它們只能同時(shí)激發(fā)激發(fā)光譜在10~20nm光譜范圍內(nèi)的熒光團(tuán)糠雨。因此，若想用單臺(tái)激光器去同時(shí)激發(fā)更多種類(lèi)的熒光團(tuán)就需要帶寬更寬徘跪，脈沖更短的激光器甘邀。
SCH寬光譜飛秒激光器在提供15fs脈沖寬度的同時(shí)以1050nm為中心波長(zhǎng)提供200nm的帶寬，在這個(gè)帶寬范圍內(nèi) （橫跨900到1200nm）的所有綠色和紅色的熒光團(tuán)都可以同時(shí)被這種激光器激發(fā)垮庐。這對(duì)于雙光子顯微鏡來(lái)說(shuō)松邪，同時(shí)對(duì)多個(gè)熒光團(tuán)成像成為一個(gè)可行的，實(shí)用的和簡(jiǎn)單的替代哨查。
圖5：常見(jiàn)熒光探針激發(fā)波長(zhǎng)
圖6：小鼠腸道的雙光子熒光顯微鏡圖像
用Sytox Green標(biāo)記細(xì)胞核（洋紅色）逗抑，F(xiàn)ITC濾波器；用Alexa Fluor 568 Phaloidin標(biāo)記肌動(dòng)蛋白絲（綠色），TRITC過(guò)濾器邮府。
兩種熒光標(biāo)記物同時(shí)被SCH激光器激發(fā)浙于，用尼康的熒光濾片組過(guò)濾熒光。
Image taken at ICFO-SLN the Super-Resolution Light Microscopy at ICFO- Institute of Photonics Sciences, Barcelona, Spain.
綜上所述挟纱，F(xiàn)YLA公司推出的新型羞酗、緊湊而強(qiáng)大的SCH全光纖飛秒激光器激光器，提供15fs的脈沖持續(xù)時(shí)間和高峰值功率（>200kW）紊服，為體內(nèi)樣本的低光損傷激發(fā)提供了強(qiáng)大的工具檀轨。結(jié)合全光纖激光器的緊湊性和堅(jiān)固性性，SCH飛秒激光器成為雙光子顯微鏡的特殊激光選擇欺嗤。
現(xiàn)在参萄，F(xiàn)YLA公司推出SCH飛秒激光器的免費(fèi)測(cè)試服務(wù)，包括運(yùn)輸和安裝煎饼，無(wú)需承諾購(gòu)買(mǎi)讹挎，此外對(duì)已購(gòu)買(mǎi)的客戶(hù)提供全面免費(fèi)2年質(zhì)保優(yōu)惠政策，如果您對(duì)SCH激光器感興趣并有意測(cè)試使用吆玖，請(qǐng)聯(lián)系上海昊量光電設(shè)備有限公司筒溃。
更多詳情請(qǐng)聯(lián)系昊量光電/歡迎直接聯(lián)系昊量光電
關(guān)于昊量光電：
上海昊量光電設(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專(zhuān)業(yè)代理商，產(chǎn)品包括各類(lèi)激光器沾乘、光電調(diào)制器怜奖、光學(xué)測(cè)量設(shè)備、光學(xué)元件等翅阵，涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工歪玲、光通訊、生物醫(yī)療掷匠、科學(xué)研究滥崩、國(guó)防、量子光學(xué)讹语、生物顯微钙皮、物聯(lián)傳感、激光制造等募强；可為客戶(hù)提供完整的設(shè)備安裝株灸，培訓(xùn)，硬件開(kāi)發(fā)擎值，軟件開(kāi)發(fā)慌烧，系統(tǒng)集成等服務(wù)。
您可以通過(guò)我們昊量光電的官方網(wǎng)站www.wjjzl.com了解更多的產(chǎn)品信息鸠儿，或直接來(lái)電咨詢(xún)4006-888-532屹蚊。
展示全部 
展示全部
