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Anwendungen

Zwei-Photonen Mikroskopie

Die nichtlineare Zwei-Photonen Mikroskopie erlaubt die bildgebende Darstellung von Gewebe tief in lebenden biologischen Proben und hat sich als Standardmethode in den Lebenswissenschaften, insbesondere in den Neurowissenschaften etabliert. Im Gegensatz zur linearen konfokalen mikroskopie regt ein nichtlineares mikroskop fluoreszenz lediglich im Brennpunkt eines Femtosekundenlasers im Infraroten an, wo die Lichtintensität ausreichend hoch ist, dass ein Farbstoffmolekül zwei IR Photonen gleichzeitig absorbieren kann, so als wäre es mit einem einzigen höherenergetischen Photon bestrahlt worden. Ein dreidimensionales Bild wird erzeugt, indem der Brennpunkt relativ zur Probe gerastert und die hochgradig lokal erzeugte Fluoreszenz eingesammelt wird. Ein wesentlicher Vorteil der Zwei-Photonen Mikroskopie ist die signifikante Verringerung der Hintergrundfluoreszenz aus umgebendem Gewebe, was zu einer besseren Auflösung und einer Verringerung photo-toxischer Effekte führt.

Üblicherweise werden in der zwei-photonen mikroskopie ultraschnelle Laser verwendet, die Licht im Infrarotbereich emittieren. Die Wiederholrate dieser Laser liegt meist bei 80 MHz. In der jüngeren Vergangenheit wurde jedoch gezeigt, dass höhere Pulsraten im Bereich von 1 GHz vorteilhaft für eine zusätzliche Reduktion photo-toxischer Effekte und eine Verringerung des Ausbleichens von Farbstoffen sind, da sie in der Lage sind, bei geringeren Pulsenergien dieselbe Bildqualität zu erreichen wie eine 80 MHz Quelle. Dies steht im direkten Zusammenhang mit den Potenzgesetzen, die verschiedene Prozesse in der nichtlinearen Mikroskopie bestimmen. Die Fluoreszenzintensität skaliert quadratisch mit der Anregungsintensität wohingegen photo-toxische Effekte mit einem Exponenten von 2.5 zunehmen und das Ausbleichen einer kubischen Abhängigkeit gehorcht. Die hohe Wiederholrate des taccor von Laser Quantum erlaubt so eine signifikante Verlängerung der Beobachtungszeit von Zellen bevor diese tödlich geschädigt sind.

Es wurde ebenfalls in einer Reihe von Studien gezeigt (siehe herunterladbares Whitepaper), dass die Verwendung von ultrakurzen Pulsen eine Reihe von Vorteilen bei Anwendungen in der Zweiphotonenmikroskopie bietet. Die kurzen Pulse erzeugen höhere Spitzenleistung bei gleicher gegebener mittleren Leistung und führen zu einer höheren Auflösung und reduzierter Streuung und erlauben Bilder aus tieferen Ebenen. Indem die gesamte spektrale Emissionsbandbreite des Ti:Saphirs genutzt wird, können diese Ultrakurzpulslaser mehrere Fluorophore gleichzeitig angeregt werden. Es wurde gezeigt, dass die Verwendung dieser kurzen Pulse die Autofluoreszenz von nicht markierten Zellen fördert. Die Reihe der venteon Laser bietet die breitesten Spektren auf dem Markt verfügbarer Geräte und ist ideal für Zweiphotonenfluoreszenz.

Laser Quantum bietet eine Reihe von Lasern an, die sich für Zwei-Photonen Mikroskopie eignen. Unser integriertes System taccor arbeitet bei einer Wiederholrate von 1 GHz. Dies hat sich als vorteilhaft dahingehend erwiesen, dass im lebenden Gewebe sowohl die photo-toxischen Effekte als auch das Ausbleichen der Farbstoffe um annähernd einen Faktor 10 verringert werden kann. Dies ermöglicht längere Beobachtungszeiten und wiederholte Messungen bei einer gleichzeitig hohen Bildqualität.

  • taccor -   Turnkey femtosekundenlaser mit 1 GHz repetitionsrate und 15 fs pulsen
  • gigajet -  GHz femtosekunden oszillator (333 MHz, 500 MHz or 1 GHz)
  • gecco -   84 MHz Laser mit integrierter Pumpquelle und hohem Bedienungskomfort

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