【摘 要】
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多光子显微成像技术因其大的成像深度、高的空间分辨率、小的光毒性,以及三维结构、功能成像的能力,成为诸多研究领域常用的成像手段。最近,1700nm激发的光子成像已经成为深
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多光子显微成像技术因其大的成像深度、高的空间分辨率、小的光毒性,以及三维结构、功能成像的能力,成为诸多研究领域常用的成像手段。最近,1700nm激发的光子成像已经成为深层生物组织成像极具前景的新方案。例如,科学家首次在不破坏小鼠大脑皮层的条件下,可以直接对皮层下结构进行多光子成像。把握这一发展趋势,本论文演示了我们在该波段多光子成像取得的实验进展。本文首先介绍我们基于该成像方案搭建的1700nm波段显微成像系统及系统的主要参数。显微系统的最大视场为280μm×290μm,系统三个维度的最小分辨率分别为:X向0.668μm,Y向0.656μm,Z向2.83μm。接着,我们定量的比较了常用的镓砷磷(GaAsP)光电倍增管(PMT)和砷化镓(GaAs)光电倍增管(PMT)对不同波段信号光探测能力的强弱,得出在712nm波长处,GaAsP和GaAs PMT具有相同的信号探测灵敏度;在小于712nm的波长处,GaAsP PMT的信号探测灵敏度更高;在大于712nm的波长处,GaAs PMT的信号探测灵敏度更高。另外,我们也定量分析了物镜的浸润介质对成像信号的影响。结果显示,对于二次谐波成像,重水浸润使得信号增强了8.3倍;对于三光子成像,重水浸润使得信号增强了24.2倍;对于三次谐波成像,重水浸润使得信号增强了23.9倍。这些测量结果跟我们基于重水和水的吸收谱数据算得的理论结果符合的很好。接下来,在上述系统建造、优化的基础上,文章介绍了我们利用该显微成像系统在活体小鼠的大脑中的深层成像结果。其中,在Texas red染色过的小鼠大脑三光子荧光成像中实现了1700μm的成像深度,超过该波段深层成像已报道过的最大深度。最后,我们总结了多光子深层成像实验中现存的问题以及进一步优化的可行性。
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