Name: Sapphire ve OPO Lazer Bazlı Standart Lazer Tarama Mikroskobu: Bir Ti bir Tutarlı Anti-Stokes Raman saçılması (CARS) Sisteminin Uygulanması (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 54 s
Description: Öğrenin, CARS mikroskobisi ile canlı hücrelerin etiketsiz, kimyasal seçici görüntülenmesini standart çok foton lazer tarama mikroskobunda nasıl uygularsınız. Bu yöntem, lipit hastalıkları ve sinirbilim araştırmalarında biyolojik süreçleri gerçek zamanlı incelemeye olanak tanır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yazarlar, hızlı osiloskopun ödünç verilmesi için Dr. Philippe Combette'e (IES, UM, Montpellier, Fransa) teşekkür etmek ve Montpellier RIO Görüntüleme'nin (MRI) mali desteklerini kabul etmek istiyor. İK, ANR'nin tutarlı Raman görüntüleme geliştirmeleri için France Bio Imaging (ANR-10-INSB-04-01) ve France Life Imaging (ANR-11-INSB-0006) altyapı ağlarını hibe ettiğini kabul etti. Bu çalışma esas olarak bir Avrupa Araştırma Konseyi hibesi (FP7-IDEAS-ERC 311610) ve NT'ye bir INSERM - AVENIR hibesi ile desteklenmiştir.

<ol><li>Valeur, B., Berberan-Santos, M. N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aValeur%2C+B+%22Molecular+Fluorescence%3A+Principles+and+Applications%22">Molecular Fluorescence: Principles and Applications</a>. , 2nd Edition, Wiley-VCH Verlag GmbH. (2012).</li>
<li>Denk, W., Strickler, J. H., Webb, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-photon+laser+scanning+fluorescence+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Two-photon laser scanning fluorescence microscopy.</a> Science. 248 (4951), 73-76 (1990).</li>
<li>Moreaux, L., Sandre, O., Mertz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Membrane+imaging+by+second-harmonic+generation+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22JOSA+B%22%5BJournal%5D)">Membrane imaging by second-harmonic generation microscopy.</a> JOSA B. 17 (10), 1685-1694 (2000).</li>
<li>Zoumi, A., Yeh, A., Tromberg, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+cells+and+extracellular+matrix+in+vivo+by+using+second-harmonic+generation+and+two-photon+excited+fluorescence%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+USA%22%5BJournal%5D)">Imaging cells and extracellular matrix in vivo by using second-harmonic generation and two-photon excited fluorescence.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99 (17), 11014-11019 (2002).</li>
<li>Yelin, D., Silberberg, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser+scanning+third-harmonic-generation+microscopy+in+biology%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Laser scanning third-harmonic-generation microscopy in biology.</a> Opt. Express. 5 (8), 169-175 (1999).</li>
<li>Campagnola, P. J., Millard, A. C., Terasaki, M., Hoppe, P. E., Malone, C. J., Mohler, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+high-resolution+Second-Harmonic+Generation+imaging+of+endogenous+structural+proteins+in+biological+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional high-resolution Second-Harmonic Generation imaging of endogenous structural proteins in biological tissues.</a> Biophys. J. 81 (1), 493-508 (2002).</li>
<li>Olivier, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+lineage+reconstruction+of+early+zebrafish+embryos+using+label-free+nonlinear+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Cell lineage reconstruction of early zebrafish embryos using label-free nonlinear microscopy.</a> Science. 329 (5994), 967-971 (2010).</li>
<li>Farrar, M. J., Wise, F. W., Fetcho, J. R., Schaffer, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+imaging+of+myelin+in+the+vertebrate+central+nervous+system+using+third+harmonic+generation+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">In vivo imaging of myelin in the vertebrate central nervous system using third harmonic generation microscopy.</a> Biophys. J. 100 (5), 1362-1371 (2011).</li>
<li>Lim, H., Sharoukhov, D., Kassim, L., Zhang, Y., Salzer, J. L., Melendez-Vasquez, C. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+imaging+of+Schwann+cell+myelination+by+third+harmonic+generation+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Label-free imaging of Schwann cell myelination by third harmonic generation microscopy.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 111 (50), 18025-18030 (2014).</li>
<li>Strupler, M., Pena, A. M., Hernest, M., Tharaux, P. L., Martin, J. L., Beaurepaire, E., Schanne-Klein, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Second+harmonic+imaging+and+scoring+of+collagen+in+fibrotic+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Second harmonic imaging and scoring of collagen in fibrotic tissues.</a> Opt. Express. 15 (7), 4054-4065 (2007).</li>
<li>Cheng, J. X., Xie, X. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coherent+anti-Stokes+Raman+scattering+microscopy%3A+Instrumentation%2C+theory%2C+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy: Instrumentation, theory, and applications.</a> J. Phys. Chem. B. 108 (3), 827-840 (2004).</li>
<li>Volkmer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vibrational+imaging+and+microspectroscopies+based+on+coherent+anti-Stokes+scattering+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+D%3A+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Vibrational imaging and microspectroscopies based on coherent anti-Stokes scattering microscopy.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 38, R59-R81 (2005).</li>
<li>Evans, C. L., Xie, X. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coherent+anti-Stokes+Raman+scattering+microscopy%3A+chemical+imaging+for+biology+and+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy: chemical imaging for biology and medicine.</a> Annu. Rev. Anal. Chem. 1, 883-909 (2008).</li>
<li>Mukamel, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMukamel%2C+S+%22Principles+of+nonlinear+optical+spectroscopy%22">Principles of nonlinear optical spectroscopy</a>. , Oxford University Press. New York. (1995).</li>
<li>Duncan, M. D., Reintjes, J., Manuccia, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scanning+coherent+anti-Stokes+Raman+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Scanning coherent anti-Stokes Raman microscope.</a> Opt. Lett. 7 (8), 350-352 (1982).</li>
<li>Zumbusch, A., Holtom, G. R., Xie, X. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+vibrational+imaging+by+coherent+anti-Stokes+Raman+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional vibrational imaging by coherent anti-Stokes Raman scattering.</a> Phys. Rev. Lett. 82 (20), 4142-4145 (1999).</li>
<li>Folick, A., Min, W., Wang, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+imaging+of+lipid+dynamics+using+Coherent+Anti-Stokes+Raman+Scattering+%28CARS%29+and+Stimulated+Raman+Scattering+%28SRS%29+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Genet.+Dev%22%5BJournal%5D)">Label-free imaging of lipid dynamics using Coherent Anti-Stokes Raman Scattering (CARS) and Stimulated Raman Scattering (SRS) microscopy.</a> Curr. Opin. Genet. Dev. 21 (5), 585-590 (2011).</li>
<li>Wang, P., Liu, B., Zhang, D., Belew, M. Y., Tissenbaum, H. A., Cheng, J. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+lipid+metabolism+in+live+Caenorhabditis+elegans+using+fingerprint+vibrations%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed.+Engl%22%5BJournal%5D)">Imaging lipid metabolism in live Caenorhabditis elegans using fingerprint vibrations.</a> Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 53 (44), 11787-11792 (2014).</li>
<li>Min, W., Freudiger, C. W., Lu, S., Xie, X. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coherent+nonlinear+optical+imaging%3A+beyond+fluorescence+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">Coherent nonlinear optical imaging: beyond fluorescence microscopy.</a> Annu. Rev. Phys. Chem. 62, 507-530 (2011).</li>
<li>Cheng, J. X., Jia, Y. K., Zheng, G., Xie, X. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser-scanning+coherent+anti-Stokes+Raman+scattering+microscopy+and+applications+to+cell+biology%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys+J%22%5BJournal%5D)">Laser-scanning coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy and applications to cell biology.</a> Biophys J. 83 (1), 502-509 (2002).</li>
<li>Chiu, W. S., Belsey, N. A. N., Garrett, L., Moger, J., Delgado-Charro, M. B., Guy, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+diffusion+in+the+human+nail+measured+by+stimulated+Raman+scattering+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Molecular diffusion in the human nail measured by stimulated Raman scattering microscopy.</a> Proc Natl. Acad. Sci. U.S.A. 112, 7725-7730 (2015).</li>
<li>Chen, X., Grégoire, S., Formanek, F., Galey, J. -B., Rigneault, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+3D+molecular+cutaneous+absorption+in+human+skin+using+label+free+nonlinear+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+of+Control.+Release%22%5BJournal%5D)">Quantitative 3D molecular cutaneous absorption in human skin using label free nonlinear microscopy.</a> J. of Control. Release. 200, 78-86 (2015).</li>
<li>Kano, H., Hamaguchi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+multi-nonlinear+optical+imaging+of+a+living+cell+using+a+supercontinuum+light+source+generated+from+a+photonic+crystal+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">In vivo multi-nonlinear optical imaging of a living cell using a supercontinuum light source generated from a photonic crystal fiber.</a> Opt. Express. 14 (7), 2798-2804 (2006).</li>
<li>Brustlein, S., Ferrand, P., Walther, N., Brasselet, S., Billaudeau, C., Marguet, D., Rigneault, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+parametric+oscillator-based+light+source+for+coherent+Raman+scattering+microscopy%3A+practical+overview%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Opt%22%5BJournal%5D)">Optical parametric oscillator-based light source for coherent Raman scattering microscopy: practical overview.</a> J. Biomed. Opt. 16 (2), 021106(2011).</li>
<li>Chen, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+multimodal+platform+for+nonlinear+optical+microscopy+and+microspectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">A multimodal platform for nonlinear optical microscopy and microspectroscopy.</a> Opt. Express. 17 (3), 1282-1290 (2009).</li>
<li>Yue, S., Slipchenko, M. N., Cheng, J. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multimodal+nonlinear+optical+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Laser+Photonics+Rev%22%5BJournal%5D)">Multimodal nonlinear optical microscopy.</a> Laser Photonics Rev. 5 (4), 496-512 (2011).</li>
<li>Sun, Q., Li, Y., He, S., Situ, C., Wu, Z., Qu, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+multimodal+nonlinear+optical+microscopy+reveals+fundamental+insights+of+skeletal+muscle+development%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed+Opt+Express%22%5BJournal%5D)">Label-free multimodal nonlinear optical microscopy reveals fundamental insights of skeletal muscle development.</a> Biomed Opt Express. 5 (1), 158-166 (2013).</li>
<li>Le, T. T., Langohr, I. M., Locker, M. J., Sturek, M., Cheng, J. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+molecular+imaging+of+atherosclerotic+lesions+using+multimodal+nonlinear+optical+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Opt%22%5BJournal%5D)">Label-free molecular imaging of atherosclerotic lesions using multimodal nonlinear optical microscopy.</a> J. Biomed. Opt. 12 (5), 054007(2007).</li>
<li>Ellis, D. I., Cowcher, D. P., Ashton, L., O'Hagana, S., Goodacre, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Illuminating+disease+and+enlightening+biomedicine%3A+Raman+spectroscopy+as+a+diagnostic+tool%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Illuminating disease and enlightening biomedicine: Raman spectroscopy as a diagnostic tool.</a> Analyst. 138, 3871-3884 (2013).</li>
<li>A•P•E Angewandte Physik & Elektronik GmbH. , Germany. Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.ape-berlin.de/en/page/calculator">http://www.ape-berlin.de/en/page/calculator</a> (2015).</li>
<li>Ozçelik, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pals1+is+a+major+regulator+of+the+epithelial-like+polarization+and+the+extension+of+the+myelin+sheath+in+peripheral+nerves%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Pals1 is a major regulator of the epithelial-like polarization and the extension of the myelin sheath in peripheral nerves.</a> J Neurosci. 30 (11), 4120-4131 (2010).</li>
<li>Heinrich, C., Hofer, A., Ritsch, A., Ciardi, C., Bernet, S., Ritsch-Marte, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+imaging+of+saturated+and+unsaturated+lipids+by+wide-field+CARS-microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Selective imaging of saturated and unsaturated lipids by wide-field CARS-microscopy.</a> Opt. Express. 16 (4), 2699-2708 (2008).</li>
<li>Kyriakidis, N. B., Skarkalis, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+spectra+measurement+of+olive+oil+and+other+vegetable+oils%5BTitle%5D)+AND+%22J.+AOAC+Int%22%5BJournal%5D)">Fluorescence spectra measurement of olive oil and other vegetable oils.</a> J. AOAC Int. 83 (6), 1435-1439 (2000).</li>
<li>King, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microscopic+anatomy%3A+normal+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Handb.+Clin.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Microscopic anatomy: normal structure.</a> Handb. Clin. Neurol. 115, 7-27 (2013).</li>
<li>Monsma, P. C., Brown, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FluoroMyelin+Red+is+a+bright%2C+photostable+and+non-toxic+fluorescent+stain+for+live+imaging+of+myelin%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">FluoroMyelin Red is a bright, photostable and non-toxic fluorescent stain for live imaging of myelin.</a> J. Neurosci. Methods. 209 (2), 344-350 (2012).</li>
<li>Wang, H., Fu, Y., Zickmund, P., Shi, R., Cheng, J. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coherent+anti-stokes+Raman+scattering+imaging+of+axonal+myelin+in+live+spinal+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Coherent anti-stokes Raman scattering imaging of axonal myelin in live spinal tissues.</a> Biophys. J. 89 (1), 581-591 (2005).</li>
<li>Wang, H. W., Fu, Y., Huff, T. B., Le, T. T., Wang, H., Cheng, J. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chasing+lipids+in+health+and+diseases+by+coherent+anti-Stokes+Raman+scattering+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Vib.+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Chasing lipids in health and diseases by coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy.</a> Vib. Spectrosc. 50 (1), 160-167 (2009).</li>
<li>Jung, Y., Tam, J., Jalian, H. R., Anderson, R. R., Evans, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Longitudinal%2C+3D+in+vivo+imaging+of+sebaceous+glands+by+coherent+anti-stokes+Raman+scattering+microscopy%3A+normal+function+and+response+to+cryotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Invest.+Dermatol%22%5BJournal%5D)">Longitudinal, 3D in vivo imaging of sebaceous glands by coherent anti-stokes Raman scattering microscopy: normal function and response to cryotherapy.</a> J. Invest. Dermatol. 135 (1), 39-44 (2015).</li>
</ol>

Yazarlar, rekabet eden hiçbir finansal çıkarları olmadığını beyan ederler.

işin en zorlu kısmı lazer ışınları zamansal eşitleme olduğunu. Bu hızlı bir osiloskop ile birlikte hızlı bir fotodiyot gerektirir, ancak zaman içinde sadece kaba bir örtüşen ilk başta yapılabilir. Sonra birkaç cm daha ayarlaması gerekmemektedir. Son olarak, bir lineer çeviri aşamasında tarafından mikrometre hareket OTOMOBİLLER sinyali tetiklemek için gecikme hattı uzunluğunun nihai ince ayar yapmak mümkündür. yapıldı aşaması mikrometre sürücü ayarlanması sureti ile gözlemlenen Bu sinyal, yaklaşık 20 mikrometre arasında ...

Optik mikroskop bir hücre içi çözünürlük ile biyolojik sistemlerin canlı dinamik süreçlerin tahribatsız görselleştirme için önemli bir teknik haline gelmiştir. Floresan mikroskobu nedeniyle yüksek özgüllük ve duyarlılık 1 şu anda canlı hücrelerde kullanılan en popüler görüntüleme kontrast. flüoresan büyük bir palet (eksojen boyalar, genetik olarak kodlanmış proteinleri, yarıiletken nanopartiküller) ortaya çıkmıştır. Çeşitli örnek aydınlatma floresan tabanlı teknikler 3D görüntüleme gerçekleştirmek için ve 2 photobleaching bu tekniğin ana dezavantajı azaltmak için (örneğin konfokal veya iki foton mikroskopi gibi) gelişmiştir. Moleküler türlerin çoğu özünde floresan değildir ve bu nedenle bu fluorophores yapay görüntülü numunede tanıtılacak zorunda çünkü başka sınırlamalar fluorofor etiketleme şartını içermektedir. Bu yapay manipülasyon küçük moleküller özellikle yıkıcı olabilir ya da pot uyarır olabilirential foto-toksisite. Bu sebepler in vivo gözlemler için floresan mikroskopi değil uygundur olun. Bu nedenle, flüoresan moleküller kullanılmadan yüksek hassasiyet ve özel moleküler kontrastlı optik görüntüleme tekniklerinin kullanımı biyomedikal son derece arzu edilir. Etiketleme veya lekelenme olmadan birkaç doğrusal olmayan optik görüntüleme teknikleri ikinci harmonik nesil (SHG) 3,4 ve üçüncü harmonik nesil (THG) 5 de dahil olmak üzere, ortaya çıkmıştır. SHG mikroskobu gibi mikrotübüllerin veya kollajen 6 olarak supramoleküler düzeyde görüntü yapısal düzenlemelerle için kullanılır olmuştur. THG gibi bir sulu ortam ve lipid 7 arasındaki ara optik çoktürellik oluşturulur. THG aynı zamanda görüntü miyelin 8,9 gösterildi. Her iki teknik, bir iki-fotonlu floresan mikroskop üzerinde uygulanan ve tek bir lazer ışını gerektiren edilebilir. yüksek güç lazer yoğunluğu gerektiren Ancak (tipik olarak 50yaşam örneklerinde zararlı olduğunu ve net bir şekilde görüntü özgü biyolojik yapıları için gerekli olan kimyasal özgüllük vermeyin THG 9 için 1180 nm), 50 mW - SHG 10, 25 860 nm&#39;de mW. Kimyasal olarak, seçici görüntüleme Raman saçılımı göre temel molekül titreşim sinyallerinden elde edilebilir. bir ışık demeti meselesi çarptığında, fotonlar emilir ve atomlar veya moleküller tarafından dağınık olabilir. Dağınık fotonların çoğu gelen fotonların aynı enerjiyi, yani frekansı olacaktır. Bu süreç Rayleigh saçılması denir. Bununla birlikte, bir foton az sayıda Raman saçılımı adlandırılan bir inelastik partikül saçma işlemi ile örneğin, gelen fotonların, bir frekansından farklı bir optik frekansta saçılan edilecektir. enerji farkı moleküler yapı ve çevreye bağlı olarak titreşim modlarının uyarma kaynaklanır. Bu nedenle, ani Raman saçılımı ataides kimyasal seçici görüntüleme gibi farklı moleküller belirli titreşim frekansları vardır. Ancak nedeniyle, son derece zayıf bir sinyalin sınırlıdır. Konfokal Raman mikroskobu geliştirdi ve 3D uzaysal çözünürlüğü sağlar, ancak yüksek ortalama güç ve uzun edinimi süresi 11 gerektirir olmuştur. Bu zorlukları aşmak için, lazer teknolojisindeki son gelişmeler, özellikle tutarlı bir anti-Stokes Raman saçılması nonlineer optik titreşim mikroskopi yükselişi, (CARS) 11,12,13 sağladı. ARABALAR üçüncü mertebeden doğrusal olmayan optik bir süreçtir. Frekans ω P bir pompa ışınının oluşan üç lazer ışınları, frekans ω S bir Stokes ışın ve bir prob ışın (genellikle pompa olmak üzere) bir numunede odaklı ve (frekans ω AS = bir anti-Stokes ışını oluşturmak 2ω P - ω G) 14. Anti-Stokes sinyali önemli ölçüde geliştirilmiş olabilir zaman frekans farkı(- ω S ω P) pompa ve Stokes Raman moleküler titreşim Ω R = için ayarlanmıştır kirişler arasındaki. ARABALAR sinyal birden foton etkileşimi dayanmaktadır. Bu nedenle spontan Raman saçılması daha güçlü büyüklükte bir tutarlı sinyal emir üretir. ARAÇLAR mikroskopi ilk deneysel Duncan ve ark., 15 ile gösterilmiştir. Zumbusch ve diğ., Yüksek sayısal açıklık bir objektif lens iki odaklı yakın kızılötesi femtosaniye lazer ışınları kullanılarak ARAÇLAR faz eşleme koşulunu sağlayan ve iki foton olmayan rezonans arka plan 16 kaçınarak, daha sonra teknik geliştirilmiştir. ARABALAR mikroskopi Bu nedenle kimyasal canlı hücrelerde 19,20 yılında (CH streç titreşim yoluyla) gibi lipidler gibi molekülleri 17,18, su (OH streç titreşimler yoluyla), proteinler, DNA tespit ederek, canlı hücre ve dokular görüntüleme için güçlü bir araç olarak ortaya çıkmıştır aynı zamanda kimyasal bileşiğin dötereilaç 21 ve kozmetik uygulamalar 22 s. doğrusal olmayan mikroskopi önemli bir sınırlama karmaşıklığı ve optik kaynakların maliyeti kaynaklanır. Bir OTOMOBİLLER sistemin kısa darbe süreleri ile ve zamansal ve mekansal senkronize darbe trenler ile iki dalga boyu ayarlanabilir lazer gerektirir. Erken OTOMOBİLLER mikroskoplar iki senkronize pikosaniye Ti dayanmaktadır: safir lazerler 20. Bir supercontinuum ışık kaynağı 23 üreten safir lazer: CARS görüntüleme ayrıca tek bir femtosaniye Ti elde edilmiştir. Son zamanlarda, tek femto saniye Ti oluşan lazer kaynakları: ayarlanabilir bir optik parametrik osilatör (OPO) pompalama safir lazeri arabalar mikroskopi için kullanılmıştır. Bu set-up özünde geçici pompa ve tam moleküler titreşim spektrum 24 kapsayan Stokes kiriş arasındaki bir frekans farkı ile kirişler senkronize sağlar. Buna ek olarak, lazer tarama mikroskobu Ayrıntılı bir yol tarifi göreöncelikle iki foton floresan (TPF) için kullanılan anahtar fs lazer ve OPO olmayan fizikçiler için şimdi mevcuttur. Her doğrusal olmayan (NLO) görüntüleme yöntemi özel yapılar veya moleküller duyarlı olduğu gibi set-up potansiyeli büyük ölçüde diğer doğrusal olmayan optik görüntüleme katılmasıyla ek yatırımı gerektirmeden gelişmiş olabilir. Multimodal NLO görüntüleme nedenle karmaşık biyolojik örneklerinde 25 NLO mikroskopi potansiyelini büyük harfe çevirir. Bu tekniklerin birleştirme lipid metabolizması, deri ya da kanser gelişimi 26, iskelet kas gelişimi 27 aterosklerotik lezyonlar 28, özellikle de bir çok biyolojik soru incelemeye olanak sağlamaktadır. Ayrıca, ARABALAR ile lazer ışını tarama uygulaması yüksek oranlı görüntüleme, yani in vivo dinamik süreçleri incelemek için cazip bir aracın yeteneği kazandırır. Bu çalışmanın amacı, t uygulamak için her adımı göstermektirStandart multiphoton lazer tarama mikroskobu o CARS tekniği. Mikroskop FSEC Ti dayanmaktadır: safir lazer ve bir OPO: biyologlar için bir yazılım tarafından işletilen (Ti tarafından pompalanan lazer safir). entegrasyon zaman iki ışın senkronize etmek için lazer ışını yolu birinin uzunluğunun ayarlanmasıyla gerçekleştirilmiştir. Biz deneysel optik sadece temel bir arka plan gerektiren bu tekniğin adım adım uygulanması açıklanmaktadır. Biz de CARS kemirgenler siyatik sinirin miyelin kılıflarının elde görüntüleme göstermek ve bu görüntüleme gibi standart iki-foton floresan tekniği ve ikinci harmonik nesil olarak, diğer doğrusal olmayan optik görüntüleme ile eş zamanlı olarak yapılabilir göstermektedir.

<table><tbody><tr><td>Osiloskop</td><td>Tektronix</td><td>TDS 520D</td><td>500 MHz&nbsp;</td></tr><tr><td>Fotodedektör</td><td>Thorlabs</td><td>DET08C/M, T4290</td><td>5 GHz InGaAs, 800 - 1,700 nm</td></tr><tr><td>Ti:Safir lazer Chameleon Ultra Family II</td><td>Tutarlı</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Optik parametrik osilatör OPO Kompakt Aile</td><td>APE Berlin</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Axio Examiner mikroskobu LSM 7 MP</td><td>Carl Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Motorlu periskop</td><td>Newport</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Objektif W Plan-Apochromat 20X/1.0</td><td>Carl Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Işın birleştirici</td><td>Carl Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Akusto-optik modülatör</td><td>Carl Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>OPO güç zayıflatıcı</td><td>Carl Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fotoçoğaltıcı tüp</td><td>Carl Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ZEN yazılımı</td><td>Carl Zeiss</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bant Geçişi filtreler</td><td>Carl Zeiss</td><td>LSM BiG 1935-176</td><td>400 - 480 nm; 500 - 550&nbsp; Nm; 465 - 610&nbsp; nm</td></tr><tr><td>Dikroik ayna</td><td>Carl Zeiss</td><td></td><td>Kesme dalga boyu 760&nbsp; nm</td></tr><tr><td>Gümüş aynalar</td><td>Newport</td><td>10D20ER.2&nbsp;</td><td>&lambda;/10, 480 - 20.000&nbsp; nm, Miktar 4</td></tr><tr><td>Standart mikrometre ile tek eksenli çeviri aşaması</td><td>Thorlabs</td><td>PT1/M</td><td>Miktar 1</td></tr><tr><td>Alüminyum breadboard</td><td>Thorlabs</td><td>MB1015/M&nbsp;</td><td>Miktar 1</td></tr><tr><td>Ayna montajlı</td><td>Thorlabs</td><td>KMSS/M&nbsp;</td><td>Miktar 4</td></tr><tr><td>&oslash için ayna tutucu; 1" Optik&nbsp;</td><td>Thorlabs</td><td>MH25</td><td>Adet 4</td></tr><tr><td>İris diyaframı&nbsp;</td><td>Thorlabs</td><td>ID8/M</td><td>Miktar 3</td></tr><tr><td>Koruyucu kutu</td><td>Thorlabs</td><td>TB4, XE25L900/M, T205-1.0, RM1S</td><td>Miktar 1</td></tr><tr><td>Optik direkler</td><td>Thorlabs</td><td>TR40/M, PH50/M, PH75/M, BA2/M</td><td>Miktar 8 (kuruluma bağlı olarak uzunluklar)</td></tr><tr><td>661 - 690 nm bant geçiren filtre</td><td>Semrock</td><td>676/29 nm BrightLine&reg; tek bantlı bant geçiren filtre</td><td>Miktar 1</td></tr><tr><td>Floresan boncuklar</td><td>ThermoFisher</td><td>TetraSpeck ve ticaret; Floresan Mikro Küreler Boyut Kiti</td><td></td></tr><tr><td>Lazer görüntüleme kartı</td><td>Thorlabs</td><td></td><td>IR lazer görüntüleme kartı</td></tr><tr><td>Lazer güvenlik camı</td><td>Newport</td><td>LV-F22. P5L07&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>FloroMiyelin ve ticaret; Kırmızı Floresan Miyelin Boyası&nbsp;</td><td>ThermoFisher</td><td>F34652</td><td></td></tr></tbody></table> Serisi

sapphire ve opo lazer bazlı standart lazer tarama mikroskobu: bir ti bir tutarlı anti-stokes raman saçılması (cars) sisteminin uygulanması

Implementation of a Coherent Anti-Stokes Raman Scattering (CARS) System on a Ti:Sapphire and OPO Laser Based Standard Laser Scanning Microscope

Bir femtosaniye Ti birleştirerek lazer tarama mikroskobu: Lazer çizgisini çoğaltmak için safir lazer ve optik parametrik osilatör (OPO) biyologlar için kullanılabilir hale gelmiştir. Bu sistemler, öncelikle çok kanallı iki foton floresan mikroskobu için tasarlanmıştır. Ancak, herhangi bir değişiklik olmadan, bu tür ikinci harmonik nesil (SHG) veya üçüncü harmonik nesil (THG) gibi tamamlayıcı doğrusal olmayan optik mikroskop da yapılandırılmış moleküller veya sulu Gelir Orta etiketi içermeyen görüntüleme sağlayan bu set-up ile yapılabilir lipit arayüzleri. Bu teknikler, in vivo gözlem için uygundur, ancak kimyasal özgüllük sınırlıdır. Kimyasal seçici görüntüleme Raman saçılması dayalı doğal titreşim sinyalleri elde edilebilir. Konfokal Raman mikroskobu 3D uzaysal çözünürlüğü sağlar, ancak yüksek ortalama güç ve uzun edinimi süresi gerektirir. Bu zorlukları aşmak için, lazer teknolojisindeki son gelişmeler devel izin vardoğrusal olmayan optik titreşim mikroskopi opment, özellikle tutarlı bir anti-Stokes Raman içinde (CARS) saçılma. ARABALAR mikroskopi Bu nedenle kimyasal eşleştirme (OH streç titreşimler yoluyla) (CH streç titreşim yoluyla) lipidler, su, proteinler veya DNA, biyolojik ve canlı hücre görüntüleme için güçlü bir araç olarak ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada, standart bir OPO-birleştiğinde multiphoton lazer tarama mikroskobu CARS tekniğin uygulanmasını açıklar. Bu lazer ışını yolu birinin uzunluğunun ayarlanması ile iki lazer hatları arasında zamanlı senkronizasyon dayanır. Biz varolan multiphoton sistemi üzerinde bu tekniğin bir adım-adım uygulama mevcut. Deneysel optik bir temel arka plan yararlı ve sunulan sistem pahalı ek donanım gerektirmez. Ayrıca kemirgen siyatik sinirinin miyelin kılıflarının elde görüntüleme CARS göstermektedir, ve bu görüntü, standart t gibi doğrusal olmayan optik görüntüleme ile eş zamanlı olarak gerçekleştirilebilir göstermektedirwo-foton floresan tekniği ve ikinci harmonik nesil.

<html> Standart Ti darbe tren sıklığı: safir lazer, genellikle yaklaşık 80 MHz. lazer safir: OPO o Ti tarafından pompalanır beri aynı frekansa sahiptir. En az 200 MHz hızlı osiloskop nedenle gereklidir. aralığında hızlı bir fotodiyot 600 1100 nm de gereklidir. Safir ve OPO sinyalleri 1 / (2 × 80 × 10 6) = 6.2 nanosaniye kaydırılır: Ti zaman maksimum zamansal kayma oluşur. Bu 1.9 M maksimum ışın yolu kaymasına karşılık gelen Ti 2 OPO lazer ışını (A) kayıt pals z...

molekül bağlarının doğasında titreşim dayalı Tutarlı bir anti-Stokes Raman saçılması (CARS) mikroskopi etiket ücretsiz kimyasal seçici canlı hücre görüntüleme izin verir. safir lazer ve bir OPO lazer: Bu çalışma femtosaniye Ti dayalı standart bir multiphoton lazer tarama mikroskobu tamamlayıcı mikroskopi tekniği uygulanmasını sunar.

Sapphire ve OPO Lazer Bazlı Standart Lazer Tarama Mikroskobu: Bir Ti bir Tutarlı Anti-Stokes Raman saçılması (CARS) Sisteminin Uygulanması

Laser scanning microscopes combining a femtosecond Ti:sapphire laser and an optical parametric oscillator (OPO) to duplicate the laser line have become ...

Bu prosedürün genel amacı, femtosaniye titanyum-safir lazer ve bir optik parametre osilatörü tabanlı standart bir çok fotonlu lazer tarama mikroskobunda; etiketsiz, kimyasal olarak seçici ve canlı hücre görüntülemesine olanak tanıyan CARS adlı tamamlayıcı bir mikroskopi tekniğini uygulamaktır. Bu yöntem; lipidlerle ilişkili hastalıkların anlaşılması, cilt penetrasyon mekanizmaları veya cilt bozuklukları gibi biyoloji veya nörobilim alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, Ti:Safir ve OPO lazer tabanlı standart bir lazer tarama mikroskobuna kolayca uygulanabilmesidir.Prosedürü, laboratuvarın görüntüleme platformu sorumlusu ve araştırma görevlisi Hassan Boukhaddaoui ile Vasyl Mytskaniuk gerçekleştirecektir. Titanyum-safir ve OPO lazerlerini metin protokolünde sunulduğu şekilde açın. Mikroskop bilgisayarını çalıştırın.Mikroskop bileşen anahtarlarını açın. Masaüstündeki simgeye çift tıklayarak yazılımı başlatın ve metin protokolüne göre kurulumunu yapın. Ardından, yan port sürgüsüne 760 nanometre kesim dalga boyuna sahip bir dikroik ayna yerleştirin.Objektif burunluğunun üzerindeki sonsuzluk boşluğunda konumlandırın. Sunulan sonuçları yen

implementation-coherent-anti-stokes-raman-scattering-cars-system-on

Research

JoVE Journal

Biology

Biyoloji

Üç tek dalga boyu kısa darbeli lazerler bir arada tutarlı bir anti-Stokes Raman saçılması (CARS) ve iki kat rezonans ARABALAR (DR-CARS) oluşturmak için kullanılır. Bu sinyaller arasındaki fark, aksi takdirde tutarlı Raman sinyalleri algılamak için zor zayıf Raman sikliklerin görüntüleme sağlayan gelişmiş hassasiyet sağlar.

Çifte rezonans Tutarlı Anti-Stokes Raman saçılımı (CARS) Biyolojik Yapıların Diferansiyel Görüntüleme

Source: Espinoza, R., et al. Doku teşhisi için fare beyninin gerçek zamanlı, iki renkli uyarılmış Raman saçılma görüntülemesi. J. Vis. Exp. (2022). Video, fare beyin dokusu bölümlerinin iki renkli uyarılmış Raman saçılması (SRS) görüntülemesini gösterir. İki senkronize lazer ışını, moleküler titreşimleri uyarmak için doku bölümüne yönlendirilir ve bu da ışınlarda nispi bir yoğunluk değişikliğine neden olur. Dokudaki lipitler ve proteinler, lazer ışınlarının farklı frekans çiftleri kullanılarak...

Fare Beyin Dokusunun İki Renkli Uyarılmış Raman Saçılması Görüntülemesi

Bu yazıda, SRS deneysel kurma işleminin lazer tarama mikroskobu ile entegrasyonu ile elde edilen, stimüle edilen Raman saçılma (SRS) mikroskobu uygulaması açıklanmıştır. SRS mikroskobu iki femtosaniye (FS) lazer kaynakları, bir TI-safir (TI: sa) ve senkronize optik parametrik osilör (OPO) dayanmaktadır.

Stimululated Raman saçılma dayalı doğrusal olmayan mikroskop uygulanması

Cilt içindeki farmasötik bileşikleri görselleştirmek ve ölçmek için tutarlı bir Raman saçılma görüntüleme metodolojisi açıklanmaktadır. Bu yazıda deri dokusu hazırlığı (insan ve fare) ve topikal formülasyon uygulaması, uzaysal zamansal konsantrasyon profillerini ölçmek için görüntü elde etme ve topikal ilaç dağıtımını değerlendirmek için ön farmakokinetik analiz açıklanmaktadır.

Tutarlı Raman Saçılma Görüntüleme Kullanarak Ciltteki Farmasötik Bileşiklerin Görselleştirilmesi ve Ölçülmesi

Uyarılmış Raman saçılması (SRS) mikroskopisi, biyomoleküllerin spesifik kimyasal bağların içsel titreşimine dayanarak etiketsiz görüntülenmesini sağlar. Bu protokolde, canlı farelerin omuriliğindeki hücresel yapıları görselleştirmek için entegre bir SRS ve iki fotonlu floresan mikroskobun enstrümantal kurulumu açıklanmaktadır.

İn vivo Kombine İki Foton Floresan ve Stimüle Raman Saçılma Mikroskobu ile Biyolojik Dokuların Görüntülenmesi

Uyarılmış Raman saçılması (SRS) mikroskobu güçlü, tahribatsız ve etiketsiz bir görüntüleme tekniğidir. Ortaya çıkan bir uygulama, protein ve lipit Raman geçişlerinde iki renkli SRS görüntülemenin psödo-hematoksilin ve eozin görüntüleri üretmek için kullanıldığı uyarılmış Raman histolojisidir. Burada, doku teşhisi için gerçek zamanlı, iki renkli SRS görüntüleme için bir protokol gösteriyoruz.

Doku Teşhisi için Fare Beyninin Gerçek Zamanlı, İki Renkli Uyarılmış Raman Saçılma Görüntülemesi

Gökkuşağı benzeri Raman boyalarının elektronik pre-rezonans uyarılmış Raman saçılması (epr-SRS) görüntülemesi, yüksek oranda çoklanmış epitop bazlı protein görüntüleme için yeni bir platformdur. Burada, antikor hazırlama, doku örneği boyama, SRS mikroskop montajı ve epr-SRS doku görüntülemeyi içeren pratik bir kılavuz sunuyoruz.

Raman Boyaları ile Yüksek Oranda Çoklanmış Doku Görüntüleme

Bu makalede, altın nanopartiküllerin ve kanser hücrelerinin hızlı hiperspektral görüntülenmesini sağlayan spektral odaklama modülü ve çift çıkışlı darbe lazerinin entegrasyonu sunulmaktadır. Bu çalışma, multimodal doğrusal olmayan optik tekniklerin ayrıntılarını standart bir lazer tarama mikroskobu üzerinde göstermeyi amaçlamaktadır.

Multimodal Doğrusal Olmayan Optik Mikroskopi Kullanılarak Nanopartiküllerin Hücresel Alımının Biyomoleküler Görüntülenmesi

Bu makale, aynı mikroskop platformuna entegre edilmiş uyarılmış Raman saçılmasının (SRS) ve tutarlı anti-Stokes Raman saçılmasının (CARS) çözünürlüğünü, hassasiyetini ve görüntüleme kontrastlarını doğrudan karşılaştırmaktadır. Sonuçlar, CARS'ın daha iyi bir uzamsal çözünürlüğe sahip olduğunu, SRS'nin daha iyi kontrastlar ve spektral çözünürlük sağladığını ve her iki yöntemin de benzer hassasiyete sahip olduğunu göstermektedir.

Kimyasal Görüntüleme için Hiperspektral Uyarılmış Raman Saçılması ve Tutarlı Anti-Stokes Raman Saçılma Mikroskobunun Doğrudan Karşılaştırılması

Miyelinasyonu görselleştirmek, sinir sistemini inceleyen birçok araştırmacı için önemli bir hedeftir. CARS, miyelin gibi özel yapıları aydınlatan beyin gibi doku içindeki lipitleri doğal olarak görüntüleyebilen immünofloresan ile uyumlu bir tekniktir.

Beyin Dilimlerinde Miyelinasyon Görüntüleme için Tutarlı Anti-Stokes Raman Spektroskopisi (CARS) Uygulaması

Öğrenin, CARS mikroskobisi ile canlı hücrelerin etiketsiz, kimyasal seçici görüntülenmesini standart çok foton lazer tarama mikroskobunda nasıl uygularsınız. Bu yöntem, lipit hastalıkları ve sinirbilim araştırmalarında biyolojik süreçleri gerçek zamanlı incelemeye olanak tanır.

Sapphire ve OPO Lazer Bazlı Standart Lazer Tarama Mikroskobu: Bir Ti bir Tutarlı Anti-Stokes Raman saçılması (CARS) Sisteminin Uygulanması (Video) | JoVE Journal

Sapphire ve OPO Lazer Bazlı Standart Lazer Tarama Mikroskobu: Bir Ti bir Tutarlı Anti-Stokes Raman saçılması (CARS) Sisteminin Uygulanması

Daha fazla video keşfet