双光子激发检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-03-17  

本检测深入探讨双光子激发检测技术,这是一种基于双光子吸收原理的高端光学成像与分析方法。文章系统性地介绍了该技术的核心检测项目、广泛的应用范围、关键的实施方法以及所需的主要仪器设备,旨在为相关领域的研究人员和技术人员提供全面的技术参考。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

深层组织荧光成像:利用近红外飞秒激光穿透生物组织,激发深层区域的荧光探针,实现三维高分辨率成像。

细胞内钙离子动态监测:通过特异性钙离子荧光指示剂,实时观测神经元或心肌细胞等内部钙信号的时空变化。

蛋白质相互作用FRET检测:基于荧光共振能量转移原理,在活体或组织深处研究蛋白质之间的相互作用与构象变化。

肿瘤微环境研究:对活体动物模型中的肿瘤血管生成、免疫细胞浸润及代谢状态进行长时间在体观测。

神经元形态与网络重构:对大脑皮层等深层神经元的完整树突、树突棘结构进行高清晰度三维重建。

光活化与光转换操作:使用双光子激光对特定区域的光敏蛋白或笼锁化合物进行精确的激活或释放,实现功能操控。

血脑屏障通透性评估:通过检测外源性荧光示踪剂在脑组织中的扩散,定量评估血脑屏障的完整性与通透性。

线粒体膜电位检测:利用电位敏感性染料,在活细胞或组织中监测线粒体的功能状态与代谢活性。

基因表达活性分析:结合荧光报告基因系统,在生物体深层组织中可视化特定基因的表达模式与强度。

细胞凋亡与自噬过程观察:使用特异性荧光探针标记,实时追踪活体组织内细胞程序性死亡或自噬的动态过程。

检测范围

神经科学脑功能研究:应用于清醒动物大脑皮层及海马等深层区域的神经元活动成像,解析神经环路。

肿瘤生物学与药效评估:覆盖从肿瘤发生、血管新生到药物递送、治疗效果实时监测的全链条研究。

发育生物学过程追踪:用于胚胎发育过程中细胞迁移、分化及器官形成的长时程活体观察。

免疫细胞在体行为学:追踪淋巴结、肿瘤等组织中免疫细胞的运动、相互作用及杀伤行为。

心血管系统动态观测:对活体心脏搏动、血管收缩舒张及血流动力学参数进行高时空分辨率成像。

皮肤科学与药物透皮研究:用于皮肤多层结构的高分辨率成像及外用药物在皮肤内的渗透与分布检测。

眼科深层结构成像:对视网膜、角膜等眼内组织进行无损伤的高分辨率断层扫描成像。

材料科学三维微加工:利用双光子聚合效应,在光刻胶等材料内部进行纳米至微米尺度的三维立体结构加工。

植物生理学研究:应用于植物叶片、根茎等内部维管系统、细胞结构及生理过程的观测。

器官芯片与类器官分析:对微流控芯片上构建的仿生组织或类器官进行长期、深层的三维动态监测。

检测方法

双光子激光扫描显微术:核心方法,使用高脉冲强度的飞秒激光进行逐点扫描,实现光学切片和三维成像。

时间相关单光子计数法:用于测量荧光寿命,结合双光子激发,实现荧光寿命成像,提供分子环境信息。

二次谐波产生成像:利用非中心对称结构(如胶原、肌丝)产生的倍频信号,无需染色即可对特定结构成像。

三次谐波产生成像:利用光学界面和折射率变化产生三倍频信号,特别适用于脂质、髓鞘等结构的成像。

荧光相关光谱法:在双光子激发体积内,通过分析荧光涨落来测量分子的扩散系数、浓度及相互作用。

受激发射损耗结合法:将双光子激发与STED超分辨技术结合,在深层组织中实现超越衍射极限的超分辨率成像。

在体钙成像数据处理:采用图像配准、去噪、ROI提取及ΔF/F计算等方法,从原始图像中解析神经活动信号。

光片照明融合技术:将双光子激发与光片照明相结合,实现高速、低光毒性的大体积组织成像。

自适应光学校正:通过波前传感器和变形镜校正生物组织引起的光学像差,提升深层成像的分辨率和信号强度。

多光谱分离检测法:使用多个高灵敏度探测器及分光装置,同时采集不同波段的发射光,实现多色标记样品的精确分离成像。

检测仪器设备

飞秒脉冲钛宝石激光器:核心光源,通常输出波长可调(680-1300nm),提供高峰值功率、低平均功率的超短脉冲激光。

倒置或正置激光扫描显微镜:作为系统主体,配备高数值孔径物镜、精密扫描振镜和三维载物台。

高灵敏度光电倍增管:作为非解耦探测的核心探测器,具有极高的单光子探测灵敏度,用于收集荧光信号。

GaAsP探测器:一种量子效率更高的半导体探测器,信噪比优于传统PMT,常用于弱信号检测。

双通道或四通道光谱型探测器:内置分光棱镜和多个检测单元,可同时进行多光谱信号的分离与采集。

高精度压电陶瓷载物台:用于实现Z轴方向的纳米级精度步进,完成三维图像栈的采集。

外置非解耦探测器:置于样品附近,直接收集前向的二次谐波或透射光信号,提升特定信号的收集效率。

声光调制器:用于快速、精确地调节激光功率,实现激光的快速开关和强度控制,减少光漂白。

活体动物恒温麻醉与固定系统:包括加热垫、气体麻醉机及立体定位仪,确保活体实验过程中动物的生理状态稳定。

高性能图像采集与分析工作站:配备高速数据采集卡和专业图像处理软件,用于控制仪器、采集数据并进行三维重构与分析。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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