本文選題：多光子 + 顯微系統(tǒng)�。� 參考：《深圳大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：多光子顯微成像技術(shù)因其大的成像深度、高的空間分辨率、小的光毒性,以及三維結(jié)構(gòu)、功能成像的能力,成為諸多研究領(lǐng)域常用的成像手段。最近,1700nm激發(fā)的光子成像已經(jīng)成為深層生物組織成像極具前景的新方案。例如,科學(xué)家首次在不破壞小鼠大腦皮層的條件下,可以直接對(duì)皮層下結(jié)構(gòu)進(jìn)行多光子成像。把握這一發(fā)展趨勢(shì),本論文演示了我們?cè)谠摬ǘ味喙庾映上袢〉玫膶?shí)驗(yàn)進(jìn)展。本文首先介紹我們基于該成像方案搭建的1700nm波段顯微成像系統(tǒng)及系統(tǒng)的主要參數(shù)。顯微系統(tǒng)的最大視場(chǎng)為280μm×290μm,系統(tǒng)三個(gè)維度的最小分辨率分別為:X向0.668μm,Y向0.656μm,Z向2.83μm。接著,我們定量的比較了常用的鎵砷磷(GaAsP)光電倍增管(PMT)和砷化鎵(GaAs)光電倍增管(PMT)對(duì)不同波段信號(hào)光探測(cè)能力的強(qiáng)弱,得出在712nm波長(zhǎng)處,GaAsP和GaAs PMT具有相同的信號(hào)探測(cè)靈敏度;在小于712nm的波長(zhǎng)處,GaAsP PMT的信號(hào)探測(cè)靈敏度更高;在大于712nm的波長(zhǎng)處,GaAs PMT的信號(hào)探測(cè)靈敏度更高。另外,我們也定量分析了物鏡的浸潤(rùn)介質(zhì)對(duì)成像信號(hào)的影響。結(jié)果顯示,對(duì)于二次諧波成像,重水浸潤(rùn)使得信號(hào)增強(qiáng)了8.3倍;對(duì)于三光子成像,重水浸潤(rùn)使得信號(hào)增強(qiáng)了24.2倍;對(duì)于三次諧波成像,重水浸潤(rùn)使得信號(hào)增強(qiáng)了23.9倍。這些測(cè)量結(jié)果跟我們基于重水和水的吸收譜數(shù)據(jù)算得的理論結(jié)果符合的很好。接下來(lái),在上述系統(tǒng)建造、優(yōu)化的基礎(chǔ)上,文章介紹了我們利用該顯微成像系統(tǒng)在活體小鼠的大腦中的深層成像結(jié)果。其中,在Texas red染色過(guò)的小鼠大腦三光子熒光成像中實(shí)現(xiàn)了1700μm的成像深度,超過(guò)該波段深層成像已報(bào)道過(guò)的最大深度。最后,我們總結(jié)了多光子深層成像實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)存的問(wèn)題以及進(jìn)一步優(yōu)化的可行性。
[Abstract]:Because of its large imaging depth, high spatial resolution, small phototoxicity, and the ability of 3D structure and functional imaging, multiphoton microscopic imaging technology has become a common imaging method in many research fields. Recently, photonic imaging excited at 1700 nm has become a promising new scheme for deep tissue imaging. For example, for the first time, scientists can perform multiphoton imaging of subcortical structures directly without destroying the mouse cerebral cortex. To grasp this trend, this paper demonstrates our experimental progress in multiphoton imaging in this band. In this paper, we first introduce the main parameters of 1700nm band microscopic imaging system based on this imaging scheme. The maximum field of view of the system is 280 渭 m 脳 290 渭 m. The minimum resolution of the three dimensions of the system is: X, 0.668 渭 m, Y, 0.656 渭 m, Z, 2.83 渭 m, respectively. Then, we quantitatively compare the intensity and weakness of the common photomultiplier tube (PMTT) and the photomultiplier tube (PMTT) to the signal light detection ability of different bands. It is concluded that GaAsP and GaAs PMT have the same signal detection sensitivity at 712nm wavelength. The signal detection sensitivity of GaAsP PMT is higher than that of 712nm, and that of GaAs PMT is higher than that of 712nm. In addition, we also quantitatively analyze the effect of the objective lens wetting medium on the imaging signal. The results show that for the second harmonic imaging, heavy water infiltration increases the signal by 8.3 times; for three-photon imaging, the signal is enhanced by 24.2 times; for the third harmonic imaging, the signal is enhanced by 23.9 times. These measurements agree well with our theoretical results based on absorption spectra of heavy water and water. Then, on the basis of the above system construction and optimization, we present the deep imaging results of the microimaging system in the brain of living mice. Among them, the imaging depth of 1700 渭 m is achieved in the three-photon fluorescence imaging of mouse brain stained by Texas red, which exceeds the maximum depth reported in the deep imaging of this band. Finally, we summarize the existing problems in multiphoton deep imaging experiments and the feasibility of further optimization.
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：Q42;TN152

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本文編號(hào)：1827586