双光子显微镜的独特优势.

相关技术指标与进口必要性

双光子显微镜的独特优势有以下几点：

1）双光子显微镜采用长波长激发，长波长的光比短波长的光受散射影响较小，容易穿透标本，双光子显微镜的穿透深度通常是共聚焦显微镜的2到3倍。对于皮层较深处神经元的活动观察更加全面。

2）焦平面外的荧光分子不被激发，成像的亮度和信噪比高。更加适合活体

下微弱荧光信号的观察。

3）长波长的近红外光比短波长的光对细胞毒性小，比较适合活细胞长时间的动态观察。

4）使用双光子显微镜观察标本的时候，只有在焦平面上才有光漂白和光毒性。

所以，双光子显微镜比单光子显微镜更适合用来观察厚标本、更适合用来观察活细胞、或用来进行定点光漂白实验。

利用活体双光子显微镜，我们可以对脑科学的几个前沿领域进行更加深入的研究。利用活体双光子显微镜的光遗传学操作能力，我们可以对某类神经元的激活和失活进行高精度的操作，对这些神经元的特殊功能的进行研究。在活体水平下，我们可以对皮层在清醒、静息状态下就存在有组织的脑功能活动进行观察，从而加深我们对大脑在内外环境的监测、情节记忆及自我意识方面的理解。利用活体双光子显微镜的多点光激活能力，我们可以研究多个神经细胞之间的连接和控制，来更好的了解神经信号之间复杂动态的编码过程。目前国内没有同类产品，其他设备在各个技术层面都无法满足我单位要求，为更好的开展神经学研究，故申请购置此套设备。

主要技术指标：

1 显微镜

1.1 适用于活体动物操作的正置显微镜，物镜下自由空间高度≥23 cm；

1.2 显微镜镜体置于XY电动载物台之上，可通过移动显微镜镜体的方式

对样品进行定位和观察；

1.3 显微镜镜体移动通过软件控制，XY方向行程≥35 mm，步进≤100 nm；

1.4 配备长寿命落射荧光光源；

1.5 配备可观察FITC和DsRed的滤色块；

1.6 配备全角度物镜转盘，物镜可旋转、可倾斜，能够以任何角度垂直

接近样品表面；

1.7 配有放大倍率为4倍, NA≥0.2, WD≥20mm的物镜。

1.8 配有高数值孔径长工作距离物镜(水镜)。放大倍率为16

倍，NA≥0.8,WD≥3mm；

1.9 配有高数值孔径长工作距离物镜(水镜)。放大倍率为40

倍，NA≥0.6,WD≥2.8mm；

1.10 使用Pockels Cell对激光能量进行控制，响应时间≤10 μs;

2. 调焦装置和载物平台：

2.1. 配备电动Z轴调焦装置，行程≥30 mm，步进≤200 nm；

2.2 配备压电高速扫描平台，行程≥400 μm；

2.3 配备大样品电动载物平台，X轴行程≥150 mm，Y轴行程≥75 mm，

步进≤200 nm；

3 扫描装置

3.1. 提供三种扫描模式：普通振镜点扫描，普通振镜螺旋扫描，共振扫

描；

3.2 普通振镜螺旋扫描模式下成像速度≥6帧／秒（512＊512像素）；

3.3 共振扫描模式下成像速度≥30帧／秒（512＊512像素）。

4. 探测器

4.1 配备两个或两个以上高灵敏PMT；

4.2 PMT安放位置接近物镜以提高信号探测效率；

4.3 PMT在550 nm的量子效率≥45%，暗电流≤1 nA；

5 光漂白和光解笼锁装置

5.1 独立的光漂白和光解笼锁光路，采用独立振镜控制，与成像光路可

同时进行操作；

5.2 自动光路校正：根据扫描图像自动校正漂白和解笼锁位置；

5.3 可进行多点光漂白（或解笼锁）、可任意设定漂白（或解笼锁）的

区域、时间、时程（时间控制精度 10 微秒）；

5.4 配备空间光调制模块，可同时对三维空间内的多个独立区域进行光

遗传学操作，可同时进行操作的独立区域数量≥10；

5.5 空间光调制器可与扫描振镜协同工作，以保证进行光遗传学操作区域内的能量密度；

6 软件和外围设备控制功能：

6.1软件可以实现多种图像采集模式：点扫描，自定义线扫描，矩形扫描，旋转扫描，任意区域扫描；

6.2 三维大视野拼图

6.3 软件可输出常用的图像格式；

6.4 提供至少8个模拟输入和输出皆空用于外周设备控制；

6.5 软件可对模拟输出信号进行编程控制，并对模拟输入信号进行测量

和记录；

7 图像采集和处理工作站

7.1 四核高性能处理器；

7.2 内存≥32 G内存

7.3 配备512 G高速固态硬盘用于数据采集；

7.4 配备双128 G高速固态硬盘用于操作系统和数据采集软件安装，两硬盘互为备份；

7.5 配备2T硬盘空间用于数据存储；

7.6 Windows 7操作系统；

8 双光子与飞秒光纤激光器：

8.1全自动宽带调谐钛宝石飞秒振荡器；

8.2 平均输出功率≥3.5瓦；

8.3 调谐波长范围：680-1080 nm；

8.4 脉宽≤ 140 fs；

8.5调谐速度≥40 nm／s；

8.6 飞秒光纤激光器输出功率≥2.0瓦，脉宽≤ 55 fs，波长1070 nm