V oblasti modernej mikroskopie a zobrazovania sa fluorescenčné techniky objavili ako silné nástroje na vizualizáciu biologických štruktúr a procesov na bunkovej a molekulárnej úrovni. Najmä dvojfotónové fluorescenčné zobrazovanie si získalo významnú popularitu vďaka svojim jedinečným výhodám, ako je hlbšia penetrácia tkaniva, znížená fototoxicita a zlepšené trojrozmerné rozlíšenie. Na druhej strane, fluorescenčné skenery sa široko používajú na vysokovýkonné zobrazovanie tkanivových rezov a vzoriek buniek. Ako dodávateľ fluorescenčných skenerov diapozitívov sa často stretávame s otázkou: Dá sa fluorescenčný skener diapozitívov použiť na dvojfotónové fluorescenčné zobrazovanie?
Pochopenie fluorescenčných skenerov diapozitívov
Fluorescenčné skenery diapozitívov sú navrhnuté tak, aby zachytávali obrázky fluorescenčne označených vzoriek na podložných sklíčkach s vysokým rozlíšením. Zvyčajne pozostávajú zo stolíka na držanie sklíčka, zdroja svetla na excitáciu, systému detekcie fluorescencie a motorizovaného skenovacieho mechanizmu. Zdrojom svetla môže byť ortuťová výbojka, metalhalogenidová výbojka alebo v poslednom čase aj svetelné diódy (LED). Detekčný systém zvyčajne obsahuje sadu filtrov na výber vhodných excitačných a emisných vlnových dĺžok a vysokocitlivú kameru na zachytávanie fluorescenčných signálov.
Naša spoločnosť ponúka rad fluorescenčných skenerov diapozitívov, vrátaneDigitálny skener patológie GScan - 60,Brightfield Slide Scanner EScan - 1200, aSkener digitálnych patológií. Tieto skenery sú známe svojimi vysoko presnými možnosťami skenovania, užívateľsky príjemným rozhraním a vynikajúcou kvalitou obrazu. Sú vhodné pre rôzne aplikácie, ako je histológia, cytológia a fluorescenčná in situ hybridizácia (FISH).
Princípy dvoj - fotónového fluorescenčného zobrazovania
Dvojfotónové fluorescenčné zobrazovanie je založené na princípe dvojfotónovej absorpcie. V konvenčnom jedno - fotónovom fluorescenčnom procese fluorofór absorbuje jeden fotón vhodnej energie a potom vyžaruje fotón s nižšou energiou (dlhšia vlnová dĺžka). Pri dvojfotónovej absorpcii absorbuje fluorofor dva fotóny súčasne, každý s približne polovičnou energiou potrebnou na excitáciu jedného fotónu. Tento proces vyžaduje vysoko intenzívny, krátky pulzný laserový lúč, typicky titánovo-zafírový laser.
Kľúčovou výhodou dvojfotónového fluorescenčného zobrazovania je jeho schopnosť dosiahnuť hlboký prienik do tkaniva. Pretože k dvojfotónovej absorpcii dochádza iba v ohnisku laserového lúča, kde je hustota fotónov vysoká, excitácia je obmedzená na malý objem vo vzorke. To znižuje fluorescenciu pozadia a fotobielenie mimo ohniskovej roviny, čo umožňuje zobrazovanie vzoriek hrubého tkaniva s vysokým rozlíšením.
Môže sa fluorescenčný skener diapozitívov použiť na dvojfotónové fluorescenčné zobrazovanie?
Tradičný fluorescenčný skener diapozitívov vo všeobecnosti nie je určený na dvojfotónové fluorescenčné zobrazovanie a existuje na to niekoľko dôvodov:
1. Svetelný zdroj
Ako už bolo spomenuté, dvojfotónové fluorescenčné zobrazovanie vyžaduje vysoko intenzívny, krátky pulzný laserový zdroj. Väčšina fluorescenčných skenerov diapozitívov používa kontinuálne vlnové svetelné zdroje, ako sú ortuťové výbojky alebo LED diódy, ktoré neposkytujú vysokú hustotu fotónov potrebnú pre dvojfotónovú absorpciu. Výkonové a pulzné charakteristiky svetelného zdroja sú rozhodujúce pre efektívnu dvojfotónovú excitáciu a svetelné zdroje v dia skeneroch nie sú schopné splniť tieto požiadavky.
2. Detekčný systém
Dvojfotónové fluorescenčné zobrazovanie často používa na zber vyžarovanej fluorescencie nedeskanovaný detektor (NDD). NDD môže detegovať fluorescenčné signály efektívnejšie, najmä v hrubých vzorkách, pretože nie je ovplyvnená optickou dráhou excitačného lúča. Naproti tomu fluorescenčné skenery diapozitívov zvyčajne používajú detekčný systém založený na kamere, ktorý nemusí byť optimalizovaný pre dvojfotónové zobrazovanie. Citlivosť fotoaparátu, snímková frekvencia a dynamický rozsah môžu byť tiež nedostatočné na zachytenie slabých signálov dvojfotónovej fluorescencie.
3. Skenovací mechanizmus
Dvojfotónové fluorescenčné zobrazovanie zvyčajne zahŕňa bodové skenovanie vzorky pomocou galvanometrického zrkadla alebo rezonančného skenera. To umožňuje rýchle a presné skenovanie laserového lúča cez vzorku. Fluorescenčné skenery diapozitívov na druhej strane zvyčajne používajú motorizovaný stolík na pohyb sklíčka vzhľadom na pevný optický systém. Rýchlosť a presnosť skenovania na javiskách v skeneroch diapozitívov nemusí byť vhodná na dvojfotónové zobrazovanie, najmä ak sa vyžaduje vysokorýchlostné zobrazovanie alebo monitorovanie v reálnom čase.
Existujú však určité výnimky
S rýchlym vývojom technológie môžu byť niektoré pokročilé fluorescenčné skenery diapozitívov modifikované alebo vylepšené tak, aby zahŕňali dvojfotónové zobrazovacie schopnosti. Niektoré spoločnosti napríklad skúmajú použitie femtosekundových laserov v kombinácii so skenermi diapozitívov, ktoré umožňujú dvojfotónové zobrazovanie. Tieto hybridné systémy môžu ponúkať výhody vysokovýkonného skenovania diapozitívov a dvojfotónového zobrazovania hlbokých tkanív.
Aplikácie a obmedzenia
Hoci tradičný fluorescenčný skener diapozitívov nemožno priamo použiť na dvojfotónové fluorescenčné zobrazovanie, obe techniky majú svoje vlastné jedinečné aplikácie:
Fluorescenčné skenery diapozitívov
Fluorescenčné skenery diapozitívov sú ideálne na vysokovýkonný skríning veľkého počtu vzoriek. Bežne sa používajú v patologických laboratóriách na diagnostiku a výskum chorôb, ako je rakovina. Skenery dokážu rýchlo generovať obrazy tkanivových rezov s vysokým rozlíšením, ktoré možno digitálne uložiť na ďalšiu analýzu a porovnanie.
Dva - Fotónové fluorescenčné zobrazovanie
Dvojfotónové fluorescenčné zobrazovanie sa používa hlavne na in vivo a ex vivo zobrazovanie vzoriek hrubého tkaniva, ako sú mozgové rezy, embryá a živé zvieratá. Umožňuje výskumníkom študovať dynamické procesy buniek a tkanív v ich prirodzenom prostredí, ako je aktivita neurónov, migrácia buniek a angiogenéza.
Záver
Na záver, zatiaľ čo typický fluorescenčný skener diapozitívov nie je určený na dvojfotónové fluorescenčné zobrazovanie kvôli rozdielom v svetelnom zdroji, detekčnom systéme a skenovacom mechanizme, existuje potenciál pre vývoj hybridných systémov, ktoré kombinujú výhody oboch techník. Ako dodávateľ fluorescenčných skenerov diapozitívov sme odhodlaní zostať na čele technologických inovácií a objavovať nové možnosti pre naše produkty.
Ak máte záujem o naše fluorescenčné skenery diapozitívov alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa ich aplikácií, neváhajte nás kontaktovať pre ďalšiu diskusiu a obstarávanie洽谈. Tešíme sa na spoluprácu pri plnení vašich potrieb v oblasti zobrazovania.
Referencie
- Denk, W., Strickler, JH, & Webb, WW (1990). Dvojfotónová laserová skenovacia fluorescenčná mikroskopia. Science, 248 (4951), 73-76.
- Piest, DW, & Sklar, LA (2008). Fluorescenčné zobrazovanie: od jednotlivých molekúl po makroskopické techniky. Cold Spring Harbor Laboratory Press.
- Pawley, JB (ed.). (2006). Príručka biologickej konfokálnej mikroskopie. Springer.
