Thorlabs的MPM200系列多光子顯微鏡是可以滿足活體生物厚樣品成像需求的平臺。此系統(tǒng)能夠勝任小如生物組織、大如整個活體生物的樣品成像。

　　ThorlabsMPM200多光子顯微鏡能夠為寬場透射光顯微、落射熒光成像和精細多光子技術提供通用的解決方案，從而最精密地還原樣品數(shù)據(jù)。Thorlabs提供從物鏡到抗振工作臺的全系列產(chǎn)品，使用戶可以根據(jù)成像需求和預算構(gòu)建最理想的系統(tǒng)。

　　Thorlabs多光子顯微鏡產(chǎn)品線具有如下幾個特性

　　光源波長范圍為680-1400nm,掃描速度達到30幀每秒(分辨率為512 x 512像素)，采用全視場非退掃描探測器(Non-Descanned Detectors)，支持低放大倍數(shù)/高NA的生理學物鏡，可供應雙通道、四通道和四通道預備系統(tǒng)，開發(fā)了一套直觀易操作的圖像采集軟件。

　　多光子顯微鏡的原理

　　當兩個或多個光子同時到達熒光團并且其能量總和滿足躍遷能級時就會產(chǎn)生多光子激發(fā)效應。當熒光團經(jīng)過微小的無輻射損耗，躍遷回到基態(tài)時，就會發(fā)射出一個新的光子。二次和三次諧波產(chǎn)生(分別為SHG和THG)在入射光子同時湮滅并且產(chǎn)生一個能量等于之前光子總和的新光子時才會出現(xiàn)。

　　雙光子激發(fā)和二次諧波產(chǎn)生(SHG)都是非線性過程，其信號的產(chǎn)生取決于激光光強的平方(I2)，而光子激發(fā)和三次諧波產(chǎn)生(THG)則與激光光強的三次方有關(I3)。非線性特性要求聚焦在樣品上衍射極限點的激光脈沖具有高光子密度，生成的輸出信號絕大部分被限制在物鏡的焦平面上。這樣一來，就可以獲得厚樣品中的光學切片圖像。通過物鏡沿著樣品深度方向進行移動并采集對應的切片圖像，對切片圖像進行三維重構(gòu)即可得到被測試樣的三維圖象。

　　Thorlabs多光子顯微鏡系統(tǒng)的組成部分如下作詳細介紹。

　　1.多光子系統(tǒng)

　　MPM200-2雙通道多光子系統(tǒng)適合生物醫(yī)學成像的應用。MPM200系列產(chǎn)品的快速掃描特性使它們可以在更短的時間內(nèi)采集更多的數(shù)據(jù)，這樣就可以在整個實驗過程中保持樣品的活性。系統(tǒng)中的兩個高靈敏度非退掃描探測器可以將信號的探測效率最大化，從而具有更深的成像深度并減少對樣品的損傷。其專用的多光子光路使其可以使用多種激發(fā)光源和不同廠商生產(chǎn)的高數(shù)值孔徑物鏡。

　　MPM200-4在MPM200-2的基礎上增加了兩個光電倍增管來提高成像能力，它們位于透射光探測模塊(TLDM)中的聚光鏡下方。額外的兩個探測通道含有兩個帶全視場采集光學元件的高靈敏度GaAsP光電倍增管。子平臺聚光鏡作為一個對立物鏡，可以采集前向傳播的信號。除了采集熒光信號外，TLDM還可以用來采集二次和三次諧波信號。

　　2.色散補償單元

　　Thorlabs多光子顯微鏡系統(tǒng)的色散補償單元基于啁啾鏡技術，用以保持樣品上的激光脈沖寬度。它的特點是易于嵌入集成，輸入和輸出共線。

　　3.光束調(diào)節(jié)單元

　　光束調(diào)節(jié)單元的作用是自動控制激光功率和光束直徑，它可以完全集成于ThorImageLS TM軟件中，自動功率線性變化功能用于產(chǎn)生Z軸圖像堆疊，并實現(xiàn)穩(wěn)定的光學對準。

　　4.生理學平臺與ScienceDesk光學平臺

　　生理學平臺采用高度可調(diào)的U形UltraLight?系列面包板，可以使觀察者在270°范圍內(nèi)觀測樣品，它包含顯微鏡平移臺，手動平移臺，電動平移臺和編碼電動平移臺。U型面包板帶有密封孔以防止?jié)B漏，可容納多種樣品盒。

　　5.Burleigh微操作控制器

　　Burleigh微操作控制器應用壓電技術實現(xiàn)精確位移，超精密定位無漂移，卓越的穩(wěn)定性。

　　6.多光子顯微物鏡

　　Thorlabs同時供應一系列特別適合于多光子成像的生理學物鏡。這些水浸式物鏡具有高數(shù)值孔徑(NA)和長工作距離(WD)。此外，它們具有更寬的透過范圍和色彩校正范圍。

　　7.透射光探測模塊

　　Thorlabs多光子顯微鏡的透射光探測模塊提供雙通道的正向傳播信號采集，包括兩個高靈敏度的GaAsP光電倍增管和易于操作的濾光片立方，直接安裝到尼康FN1基座上使用背散光探測器或單獨使用多達四個探測通道，可以進行信號求和。

　　8.ThorImageLS TM軟件

　　ThorImageLS TM簡易的圖形界面使用戶能夠快速收集和瀏覽數(shù)據(jù)。軟件能協(xié)調(diào)外圍控制和圖像采集以獲得最佳數(shù)據(jù)。采集到的實驗數(shù)據(jù)可以回放或轉(zhuǎn)換成影片用于發(fā)表和共享。同時，Thorlabs也提供軟件工具開發(fā)包和C++、LabVIEW語言函數(shù)庫以方便二次開發(fā)。