双光子激发显微镜 （英語：Two-photon excitation microscopy ）是一种荧光 成像技术，可以对活体组织 进行深度约1毫米的成像。 它不同于传统的荧光显微镜 ，其中激发波长短于发射波长，因为两个激发光子的波长长于所得发射光的波长。 双光子激发显微术通常使用近红外激发光，其也可以激发荧光染料 穿透深度 增加。 由于其更深的组织穿透，有效的光检测和减少的光漂白 ，双光子激发可以是共聚焦显微镜 的优越替代品[1] [2]
小鼠肠切片上的双光子激发显微镜图片。 红色：肌动蛋白 。 绿色：细胞核 。 蓝色：杯状细胞 粘液。 通过钛-蓝宝石激光器在波长780 nm处激发获得。 鈴蘭 根茎 横断面彩色的双光子图象。 激发在840nm处，记录并叠加三个颜色通道。借助于强聚焦激光束，产生非线性光学效应，其基于同时到达一个分子中的若干光子（光粒子）的相互作用。 因此，所产生的信号的强度不会随着照射光子的数量而线性增加，而是与平方率（对于双光子效应）或立方率（对于三光子效应）一致。
多光子显微镜的操作类似于共聚焦激光扫描显微 镜的操作。 然而，虽然共聚焦激光扫描显微 具有50-80 μm的穿透深度，取决于制剂，可以与多光子显微镜一起使用更深的区域，例如，200 μm，在非常有利的情况下甚至可达到1000 μm（= 1 mm）[3]
概念 编辑 荧光激发的示意图：激发波长为360nm，发射波长为460nm的荧光染料 在单光子（紫色），双光子（淡红色），三光子（深红色）模式下所需要的入射波长 双光子激发采用双光子吸收 ，这一概念首先由玛丽亚·格佩特-梅耶 （1906-1972年）在1931年的博士论文中描述[4] [5] 铯 蒸气中表明，双光子激发单个原子是可能的[6]
双光子激发荧光显微镜与共聚焦激光扫描显微镜 具有相似性。
开发 编辑 双光子显微镜图 双光子显微镜由温弗里德·登克 (Winfried Denk)和James Strickler于1990年在康奈尔大学 的瓦·韦伯(Watt W. Webb)实验室开创并获得专利。他们将双光子吸收 的概念与使用激光扫描仪相结合[7] [8] 锁模 的Yb掺杂光纤激光器 也已用于胶原成像，证明胶原蛋白的穿透深度超过320μm，这相当于当耦合到传统钛-蓝宝石激发激光时可实现的250-300 μm的深度 。
参阅 编辑 参考资料 编辑 ^ Denk W.; Strickler J.; Webb W. Two-photon laser scanning fluorescence microscopy. Science. 1990, 248 (4951): 73–6. Bibcode:1990Sci...248...73D . PMID 2321027 . doi:10.1126/science.2321027 . ^ Juan Carlos Stockert, Alfonso Blázquez-Castro. Chapter 19 Non-Linear Optics. Fluorescence Microscopy in Life Sciences. Bentham Science Publishers. 2017: 642–686 [24 December 2017] . ISBN 978-1-68108-519-7 ^ Patrick Theer, Mazahir T. Hasan, Winfried Denk, [Abstract Two-photon imaging to a depth of 1000 µm in living brains by use of a Ti:Al2 O3 regenerative amplifier], Optics Letters, 28 (12): pp. 1022–1024 （德文） ^ Goeppert-Mayer M. Über Elementarakte mit zwei Quantensprüngen. Annals of Physics. 1931, 9 (3): 273–95. Bibcode:1931AnP...401..273G . doi:10.1002/andp.19314010303 . ^ Kaiser, W.; Garrett, C. Two-Photon Excitation in CaF2 :Eu2+ . Physical Review Letters. September 1961, 7 (6): 229–231. Bibcode:1961PhRvL...7..229K . doi:10.1103/PhysRevLett.7.229 . ^ Abella, I. D. Optical Double-Photon Absorption in Cesium Vapor. Physical Review Letters. December 1962, 9 (11): 453–455. Bibcode:1962PhRvL...9..453A . doi:10.1103/PhysRevLett.9.453 . ^ Denk W.; Strickler J.H.; Webb W.W. Two-photon laser scanning fluorescence microscopy. Science. 1990, 248 (4951): 73–76. Bibcode:1990Sci...248...73D . PMID 2321027 . doi:10.1126/science.2321027 . ^ US 5034613 外部链接 编辑 Two-photon suitable dyes[失效連結 introduction to multiphoton microscopy（页面存档备份，存于互联网档案馆 ） Acquisition of Multiple Real-Time Images for Laser Scanning Microscopy（页面存档备份，存于互联网档案馆 ） (Sanderson microscopy article) Build Your Own Video-Rate 2-photon Microscope（页面存档备份，存于互联网档案馆 ） Two-photon Fluorescence Light Microscopy, ENCYCLOPEDIA OF LIFE SCIENCES（页面存档备份，存于互联网档案馆 ）
双光子激发显微镜, 英語, photon, excitation, microscopy, 是一种荧光成像技术, 可以对活体组织进行深度约1毫米的成像, 它不同于传统的荧光显微镜, 其中激发波长短于发射波长, 因为两个激发光子的波长长于所得发射光的波长, 双光子激发显微术通常使用近红外激发光, 其也可以激发荧光染料, 英语, fluorophore, 然而, 对于每次激发, 两个光子的红外光被吸收, 使用红外线可最大限度地减少组织中的散射, 由于多光子吸收, 背景信号被强烈抑制, 这两种效果都会导致这些显微镜的穿透. 双光子激发显微镜 英語 Two photon excitation microscopy 是一种荧光成像技术 可以对活体组织进行深度约1毫米的成像 它不同于传统的荧光显微镜 其中激发波长短于发射波长 因为两个激发光子的波长长于所得发射光的波长 双光子激发显微术通常使用近红外激发光 其也可以激发荧光染料 英语 Fluorophore 然而 对于每次激发 两个光子的红外光被吸收 使用红外线可最大限度地减少组织中的散射 由于多光子吸收 背景信号被强烈抑制 这两种效果都会导致这些显微镜的穿透深度增加 由于其更深的组织穿透 有效的光检测和减少的光漂白 双光子激发可以是共聚焦显微镜的优越替代品 1 2 小鼠肠切片上的双光子激发显微镜图片 红色 肌动蛋白 绿色 细胞核 蓝色 杯状细胞粘液 通过钛 蓝宝石激光器在波长780 nm处激发获得 鈴蘭根茎横断面彩色的双光子图象 激发在840nm处 记录并叠加三个颜色通道 借助于强聚焦激光束 产生非线性光学效应 其基于同时到达一个分子中的若干光子 光粒子 的相互作用 因此 所产生的信号的强度不会随着照射光子的数量而线性增加 而是与平方率 对于双光子效应 或立方率 对于三光子效应 一致 多光子显微镜的操作类似于共聚焦激光扫描显微镜的操作 然而 虽然共聚焦激光扫描显微具有50 80 mm的穿透深度 取决于制剂 可以与多光子显微镜一起使用更深的区域 例如 200 mm 在非常有利的情况下甚至可达到1000 mm 1 mm 3 活体组织的这一图像可能是用其它方法无法成像 目录 1 概念 2 开发 3 参阅 4 参考资料 5 外部链接概念 编辑 nbsp 荧光激发的示意图 激发波长为360nm 发射波长为460nm的荧光染料在单光子 紫色 双光子 淡红色 三光子 深红色 模式下所需要的入射波长双光子激发采用双光子吸收 这一概念首先由玛丽亚 格佩特 梅耶 1906 1972年 在1931年的博士论文中描述 4 并且首次在1961年被Wolfgang凯撒 Wolfgang Kaiser physicist 使用激光激发在CaF2 Eu2 晶体中观察到 5 艾萨克 阿贝拉 Isaac Abella 于1962年在铯蒸气中表明 双光子激发单个原子是可能的 6 双光子激发荧光显微镜与共聚焦激光扫描显微镜具有相似性 开发 编辑 nbsp 双光子显微镜图双光子显微镜由温弗里德 登克 Winfried Denk 和James Strickler于1990年在康奈尔大学的瓦 韦伯 Watt W Webb 实验室开创并获得专利 他们将双光子吸收的概念与使用激光扫描仪相结合 7 8 在双光子激发显微镜中 红外激光束通过物镜聚焦 通常使用的钛 蓝宝石激发激光具有大约100飞秒的脉冲宽度和大约80MHz的重复率 允许两个光子吸收所需的高光子密度和通量 并且可以在宽波长范围内调节 具有325fs脉冲的锁模的Yb掺杂光纤激光器也已用于胶原成像 证明胶原蛋白的穿透深度超过320mm 这相当于当耦合到传统钛 蓝宝石激发激光时可实现的250 300 mm的深度 参阅 编辑非线性光学参考资料 编辑 Denk W Strickler J Webb W Two photon laser scanning fluorescence microscopy Science 1990 248 4951 73 6 Bibcode 1990Sci 248 73D PMID 2321027 doi 10 1126 science 2321027 Juan Carlos Stockert Alfonso Blazquez Castro Chapter 19 Non Linear Optics Fluorescence Microscopy in Life Sciences Bentham Science Publishers 2017 642 686 24 December 2017 ISBN 978 1 68108 519 7 原始内容存档于2019 05 14 Patrick Theer Mazahir T Hasan Winfried Denk Abstract Two photon imaging to a depth of 1000 µm in living brains by use of a Ti Al2O3 regenerative amplifier Optics Letters 28 12 pp 1022 1024 德文 Goeppert Mayer M Uber Elementarakte mit zwei Quantensprungen Annals of Physics 1931 9 3 273 95 Bibcode 1931AnP 401 273G doi 10 1002 andp 19314010303 Kaiser W Garrett C Two Photon Excitation in CaF2 Eu2 Physical Review Letters September 1961 7 6 229 231 Bibcode 1961PhRvL 7 229K doi 10 1103 PhysRevLett 7 229 Abella I D Optical Double Photon Absorption in Cesium Vapor Physical Review Letters December 1962 9 11 453 455 Bibcode 1962PhRvL 9 453A doi 10 1103 PhysRevLett 9 453 Denk W Strickler J H Webb W W Two photon laser scanning fluorescence microscopy Science 1990 248 4951 73 76 Bibcode 1990Sci 248 73D PMID 2321027 doi 10 1126 science 2321027 US 5034613 Two photon laser microscopy 外部链接 编辑Two photon suitable dyes 失效連結 introduction to multiphoton microscopy 页面存档备份 存于互联网档案馆 Acquisition of Multiple Real Time Images for Laser Scanning Microscopy 页面存档备份 存于互联网档案馆 Sanderson microscopy article Build Your Own Video Rate 2 photon Microscope 页面存档备份 存于互联网档案馆 Two photon Fluorescence Light Microscopy ENCYCLOPEDIA OF LIFE SCIENCES 页面存档备份 存于互联网档案馆 取自 https zh wikipedia org w index php title 双光子激发显微镜 amp oldid 78017392, 维基百科，wiki ，书籍，书籍，图书馆，
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