王爱民
来源:斗鱼女主播网 发表于2019-07-08 18:32:47 编辑:总裁
摘要: 北京大学信息科学技能学院、区域光纤通信网与新式光通信体系国家重点实验室王爱民副教授课题组与分子医学研讨所陈良怡教授课题组协作发明晰一种根

  北京大学信息科学技能学院、区域光纤通信网与新式光通信体系国家重点实验室王爱民副教授课题组与分子医学研讨所陈良怡教授课题组协作发明晰一种根据贝赛尔光束的新式三光子显微镜(Bessel-Beam three-photon microscopy)。此显微镜成功完成针对稀少符号的样本进行快速深层活体三维脑成像的研讨。

  运用光学成像技能在活体上调查安排和细胞内的动态进程,是研讨生物医学问题的要害手法之一。三光子显微镜,对常用绿色及赤色荧光蛋白的激起波长与双光子比较更长,且正好处于生物安排的最佳红外通光窗口(1.3 μm和1.7 μm),具有更好的光学穿透作用;此外,作为更高阶的非线性效应,三光子显微成像比较双光子能明显进步信号布景比。现在,三光子能够在完成安排1.7 mm深度左右的无损高分辩率成像,然后调查小鼠大脑皮层下的海马区的结构和功用。

  多光子显微体系一般选用“点扫描”的办法进行成像,自身极大约束了其三维体成像速度。特别针对三光子来说,激起脉冲的重复频率通常在2 MHz以内,若考虑20 μm厚的样本(512×像素点512像素点,2 μm 的z轴距离),其体成像速度被约束在0.7 Hz,无法实时同步调查成百上千个神经元群中的动态信号进程。本作业运用z轴方向拉伸的贝赛尔光进行“光柱扫描”成像,针对稀少符号生物样本的三光子三维体成像的速度能够进步10倍或更高,然后更清楚地解析大脑神经信号处理中的四维时空进程。

  贝赛尔光办法尽管已于双光子显微成像中得到使用,但其旁瓣效应大大下降成像质量。因为三光子激起为更高阶的非线性效应,旁瓣效应得到有用按捺, 贝赛尔光与三光子成像相结合可将两者的优势获得最大的发挥。成像不仅仅比双光子更深,即使是相同深度的情况下也能够得到比双光子贝赛尔显微镜更高分辩率和对比度的荧光图画。研发团队在果蝇、斑马鱼及小鼠大脑上充沛证明了运用这一成像技能的优势。

  

  近来,上述效果以《快速体成像贝赛尔光束三光子显微镜》(Rapid volumetric imaging with Bessel-Beam three-photon microscopy)为题,在线发表于《生物医学光学快报》(Biomedical Optics Express);并列第一作者为信息学院2019级博士研讨生陈冰影和分子医学所2019级博士研讨生黄小帅,王爱民和陈良怡为一起通讯作者。

  相关作业得到国家严重科研仪器设备研发专项赞助。这也是该项目组继成功研发双光子光片显微镜(高速活体)、2.2 g微型化双光子显微镜(活体可佩戴)、超分辩显微镜(高分辩活体)之后,在打破活体生物成像深度方面获得的重要研讨效果。

  小鼠脑海马神经元三光子显微荧光成像,其间:图a,深度为620~680 μm神经元钙荧光活动在贝赛尔光柱形式下可被一起记载;图b,相应体积内神经元活动的高斯光成像(贝赛尔光形式、高斯光形式的成像时刻分别为1 s和60 s)

  修改:知远

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