Fluorescence Slide Scanner สามารถใช้สำหรับการถ่ายภาพโฟตอนเรืองแสงแบบสองโฟตอนได้หรือไม่

ในขอบเขตของกล้องจุลทรรศน์และการถ่ายภาพสมัยใหม่ เทคนิคการเรืองแสงได้กลายเป็นเครื่องมืออันทรงพลังในการแสดงภาพโครงสร้างและกระบวนการทางชีววิทยาในระดับเซลล์และโมเลกุล โดยเฉพาะอย่างยิ่งการถ่ายภาพด้วยแสงฟลูออเรสเซนซ์แบบสองโฟตอน ได้รับความนิยมอย่างมากเนื่องจากมีข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ เช่น การแทรกซึมของเนื้อเยื่อได้ลึกขึ้น ความเป็นพิษต่อแสงลดลง และปรับปรุงความละเอียดสามมิติ ในทางกลับกัน เครื่องสแกนสไลด์เรืองแสงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการถ่ายภาพส่วนเนื้อเยื่อและตัวอย่างเซลล์ที่มีปริมาณงานสูง ในฐานะซัพพลายเออร์เครื่องสแกนสไลด์ฟลูออเรสเซนซ์ คำถามทั่วไปที่เรามักพบคือ: เครื่องสแกนสไลด์ฟลูออเรสเซนซ์สามารถใช้สำหรับการถ่ายภาพโฟตอนเรืองแสงแบบสองโฟตอนได้หรือไม่

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับเครื่องสแกนสไลด์เรืองแสง

เครื่องสแกนสไลด์เรืองแสงได้รับการออกแบบมาเพื่อจับภาพที่มีความละเอียดสูงของชิ้นงานที่ติดฉลากเรืองแสงบนสไลด์แก้ว โดยทั่วไปจะประกอบด้วยแท่นสำหรับยึดสไลด์ แหล่งกำเนิดแสงสำหรับการกระตุ้น ระบบตรวจจับเรืองแสง และกลไกการสแกนด้วยมอเตอร์ แหล่งกำเนิดแสงอาจเป็นหลอดปรอท หลอดเมทัลฮาไลด์ หรือล่าสุดคือไดโอดเปล่งแสง (LED) โดยปกติระบบการตรวจจับจะประกอบด้วยชุดตัวกรองเพื่อเลือกความยาวคลื่นการกระตุ้นและการปล่อยแสงที่เหมาะสม และกล้องที่มีความไวสูงเพื่อจับสัญญาณฟลูออเรสเซนต์

บริษัทของเรามีเครื่องสแกนสไลด์เรืองแสงหลายประเภท รวมถึงเครื่องสแกนพยาธิวิทยาดิจิตอล GScan - 60-เครื่องสแกนสไลด์ Brightfield EScan - 1200, และเครื่องสแกนสไลด์พยาธิวิทยาดิจิตอล- เครื่องสแกนเหล่านี้ขึ้นชื่อในด้านความสามารถในการสแกนที่มีความแม่นยำสูง อินเตอร์เฟซที่ใช้งานง่าย และคุณภาพของภาพที่ยอดเยี่ยม เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย เช่น มิญชวิทยา เซลล์วิทยา และการเรืองแสงในแหล่งกำเนิดลูกผสม (FISH)

หลักการสองประการ - การถ่ายภาพโฟตอนเรืองแสง

การถ่ายภาพเรืองแสงแบบสองโฟตอนขึ้นอยู่กับหลักการของการดูดกลืนโฟตอนแบบสองโฟตอน ในกระบวนการเรืองแสงแบบหนึ่ง - โฟตอนแบบดั้งเดิม ฟลูออโรฟอร์จะดูดซับโฟตอนเดี่ยวที่มีพลังงานที่เหมาะสม จากนั้นปล่อยโฟตอนที่มีพลังงานต่ำกว่า (ความยาวคลื่นยาวขึ้น) ในการดูดกลืนโฟตอนแบบสองโฟตอน ฟลูออโรฟอร์จะดูดซับโฟตอนสองตัวพร้อมกัน โดยแต่ละโฟตอนจะมีพลังงานประมาณครึ่งหนึ่งที่จำเป็นสำหรับการกระตุ้นโฟตอนหนึ่งตัว กระบวนการนี้ต้องใช้ลำแสงเลเซอร์แบบพัลส์สั้นที่มีความเข้มสูง โดยทั่วไปจะเป็นเลเซอร์ไทเทเนียม - แซฟไฟร์

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของการถ่ายภาพเรืองแสงแบบโฟตอนแบบสองโฟตอนคือความสามารถในการเจาะเนื้อเยื่อลึก เนื่องจากการดูดกลืนโฟตอนแบบสองโฟตอนเกิดขึ้นที่จุดโฟกัสของลำแสงเลเซอร์เท่านั้น ซึ่งมีความหนาแน่นของโฟตอนสูง การกระตุ้นจึงจำกัดอยู่ในปริมาตรเล็กน้อยภายในตัวอย่าง ซึ่งช่วยลดการเรืองแสงของพื้นหลังและการฟอกสีด้วยแสงภายนอกระนาบโฟกัส ทำให้สามารถถ่ายภาพตัวอย่างเนื้อเยื่อหนาที่มีความละเอียดสูง

เครื่องสแกนสไลด์เรืองแสงสามารถใช้สำหรับการถ่ายภาพโฟตอนเรืองแสงสองภาพได้หรือไม่?

โดยทั่วไป เครื่องสแกนสไลด์ฟลูออเรสเซนซ์แบบดั้งเดิมไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการถ่ายภาพโฟตอนฟลูออเรสเซนซ์แบบสองโฟตอน และมีสาเหตุหลายประการ:

1. แหล่งกำเนิดแสง

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น การถ่ายภาพด้วยแสงฟลูออเรสเซนซ์แบบสองโฟตอนต้องใช้แหล่งกำเนิดเลเซอร์ที่มีความเข้มสูงและมีพัลส์สั้น เครื่องสแกนสไลด์ฟลูออเรสเซนซ์ส่วนใหญ่ใช้แหล่งกำเนิดแสงที่เป็นคลื่นต่อเนื่อง เช่น หลอดปรอทหรือไฟ LED ซึ่งไม่ได้ให้ความหนาแน่นของโฟตอนสูงที่จำเป็นสำหรับการดูดกลืนโฟตอนแบบสองโฟตอน ลักษณะกำลังและพัลส์ของแหล่งกำเนิดแสงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการกระตุ้นโฟตอนแบบสองโฟตอนอย่างมีประสิทธิภาพ และแหล่งกำเนิดแสงในเครื่องสแกนสไลด์ไม่สามารถตอบสนองข้อกำหนดเหล่านี้ได้

2. ระบบตรวจจับ

การถ่ายภาพฟลูออเรสเซนซ์แบบสองโฟตอนมักใช้เครื่องตรวจจับแบบไม่ถอดรหัส (NDD) เพื่อรวบรวมการเรืองแสงที่ปล่อยออกมา NDD สามารถตรวจจับสัญญาณเรืองแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเฉพาะในตัวอย่างที่มีความหนา เนื่องจากไม่ได้รับผลกระทบจากเส้นทางแสงของลำแสงกระตุ้น ในทางตรงกันข้าม เครื่องสแกนสไลด์ฟลูออเรสเซนซ์มักใช้ระบบตรวจจับด้วยกล้อง ซึ่งอาจไม่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการถ่ายภาพสองโฟตอน ความไว อัตราเฟรม และช่วงไดนามิกของกล้องอาจไม่เพียงพอที่จะจับสัญญาณโฟตอนเรืองแสงที่อ่อนแอ 2 ตัว

3. กลไกการสแกน

การถ่ายภาพโฟตอนฟลูออเรสเซนซ์แบบสองโฟตอนมักจะเกี่ยวข้องกับการสแกนตัวอย่างแบบจุดต่อจุดโดยใช้กระจกกัลวาโนเมตริกหรือเครื่องสแกนเรโซแนนซ์ ช่วยให้สามารถสแกนลำแสงเลเซอร์ผ่านตัวอย่างได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ในทางกลับกัน เครื่องสแกนสไลด์เรืองแสง โดยทั่วไปจะใช้แท่นแบบมอเตอร์เพื่อเลื่อนสไลด์โดยสัมพันธ์กับระบบออปติคัลแบบคงที่ ความเร็วและความแม่นยำในการสแกนของการสแกนตามระยะในเครื่องสแกนแบบสไลด์อาจไม่เหมาะสำหรับการถ่ายภาพแบบสองโฟตอน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อจำเป็นต้องมีการถ่ายภาพด้วยความเร็วสูงหรือการตรวจสอบตามเวลาจริง

อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้นบางประการ

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยี เครื่องสแกนสไลด์ฟลูออเรสเซนซ์ขั้นสูงบางรุ่นอาจมีการแก้ไขหรืออัปเกรดเพื่อรวมความสามารถในการสร้างภาพโฟตอนแบบสองโฟตอน ตัวอย่างเช่น บางบริษัทกำลังสำรวจการใช้เลเซอร์ femtosecond ร่วมกับเครื่องสแกนสไลด์เพื่อให้สามารถถ่ายภาพโฟตอนแบบสองโฟตอนได้ ระบบไฮบริดเหล่านี้อาจมีข้อดีของทั้งการสแกนสไลด์ที่มีปริมาณงานสูงและการถ่ายภาพโฟตอนแบบสองเนื้อเยื่อลึก

การใช้งานและข้อจำกัด

แม้ว่าเครื่องสแกนสไลด์ฟลูออเรสเซนซ์แบบดั้งเดิมจะไม่สามารถใช้กับการถ่ายภาพโฟตอนฟลูออเรสเซนซ์แบบสองโฟตอนได้โดยตรง แต่เทคนิคทั้งสองก็มีการใช้งานที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเอง:

เครื่องสแกนสไลด์เรืองแสง

เครื่องสแกนสไลด์เรืองแสงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการคัดกรองตัวอย่างจำนวนมากด้วยปริมาณงานสูง มักใช้ในห้องปฏิบัติการพยาธิวิทยาเพื่อวินิจฉัยและวิจัยโรคต่างๆ เช่น มะเร็ง เครื่องสแกนสามารถสร้างภาพส่วนเนื้อเยื่อที่มีความละเอียดสูงได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งสามารถจัดเก็บแบบดิจิทัลเพื่อการวิเคราะห์และเปรียบเทียบเพิ่มเติม

สอง - การถ่ายภาพโฟตอนเรืองแสง

การถ่ายภาพฟลูออเรสเซนซ์แบบสองโฟตอนส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการถ่ายภาพตัวอย่างเนื้อเยื่อหนาในสิ่งมีชีวิตและภายนอกร่างกาย เช่น ชิ้นสมอง เอ็มบริโอ และสัตว์ที่มีชีวิต ช่วยให้นักวิจัยสามารถศึกษากระบวนการแบบไดนามิกของเซลล์และเนื้อเยื่อในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ เช่น กิจกรรมของเส้นประสาท การย้ายถิ่นของเซลล์ และการสร้างเส้นเลือดใหม่

บทสรุป

โดยสรุป แม้ว่าเครื่องสแกนสไลด์ฟลูออเรสเซนซ์ทั่วไปไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการถ่ายภาพโฟตอนฟลูออเรสเซนซ์แบบสองโฟตอนเนื่องจากความแตกต่างของแหล่งกำเนิดแสง ระบบการตรวจจับ และกลไกการสแกน แต่ก็ยังมีศักยภาพในการพัฒนาระบบไฮบริดที่รวมข้อดีของทั้งสองเทคนิคเข้าด้วยกัน ในฐานะซัพพลายเออร์เครื่องสแกนสไลด์เรืองแสง เรามุ่งมั่นที่จะเป็นผู้นำด้านนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและสำรวจความเป็นไปได้ใหม่ๆ สำหรับผลิตภัณฑ์ของเรา

หากคุณสนใจเครื่องสแกนสไลด์เรืองแสงของเรา หรือมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับการใช้งาน โปรดติดต่อเราเพื่อขอหารือและจัดซื้อเพิ่มเติม เราหวังว่าจะได้ร่วมงานกับคุณเพื่อตอบสนองความต้องการด้านการถ่ายภาพของคุณ

อ้างอิง

1. Denk, W., Strickler, JH, & Webb, WW (1990) กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนซ์สแกนด้วยเลเซอร์สองโฟตอน วิทยาศาสตร์, 248(4951), 73-76.
2. ลูกสูบ DW และ Sklar ลุยเซียนา (2551) การถ่ายภาพเรืองแสง: จากโมเลกุลเดี่ยวไปจนถึงเทคนิคมหภาค สำนักพิมพ์ห้องปฏิบัติการ Cold Spring Harbor
3. พาวลีย์, เจบี (บรรณาธิการ). (2549) คู่มือกล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลทางชีวภาพ สปริงเกอร์.