Vor- und Nachteile von Multiphotonen-Laser-Scanning-Mikroskopen in der biomedizinischen Bildgebung
Das Multiphotonen-Laser-Scanning-Mikroskop ist eine experimentelle Methode, die auf der Laser-Scanning-Mikroskopie-Technologie basiert und leistungsfähigere optische Schnittfunktionen bei der dreidimensionalen Beobachtung bietet. Die Multiphotonen-Fluoreszenzanregungsmethode nutzt langwelliges rotes oder nahe-infrarotes Licht, um hochaufgelöste Fluoreszenzbilder von Proben zu erfassen, wobei die aktiven Proben nur minimal beschädigt werden. Daher eignet es sich für die Bildgebung lebender Zellen, insbesondere von dickem lebendem Gewebe wie Hirnschnitten, Embryonen, ganzen Organen und sogar dem gesamten Körper.
Die Vorteile sind wie folgt:
1. Bei Anregung durch rotes oder infrarotes Licht ist die Lichtstreuung gering (die Streuung kleiner Partikel ist umgekehrt proportional zur vierten Potenz der Wellenlänge).
2. Es sind keine Lochblenden erforderlich, da dadurch mehr gestreute Photonen aus dem Abbildungsquerschnitt- gesammelt werden können.
3. Pinholes können gestreute Photonen, die von defokussierten oder fokalen Bereichen emittiert werden, nicht unterscheiden, und Multiphotonen haben ein besseres Signal-zu-Verhältnis bei der Tiefenbildgebung.
4. Das zur Einzelphotonenanregung verwendete ultraviolette oder sichtbare Licht wird von der Probe leicht absorbiert und abgeschwächt, bevor der Strahl die Brennebene erreicht, was die Anregung tiefer Schichten erschwert.
5. Im Hinblick auf die Beobachtung mit dem biologischen Mikroskop besteht die erste Überlegung darin, den aktiven Zustand des Organismus selbst nicht zu schädigen und die Zirkulation von Wasser, Ionenkonzentration, Sauerstoff und Nährstoffen aufrechtzuerhalten. Im Bereich der Lichtbeobachtung muss sowohl die Wärme- als auch die Photonenenergie innerhalb der Bestrahlungsdosis bleiben und die Lichtenergie darf die Zellen nicht schädigen.
6. Auch die Multiphotonenmikroskopie hat viele Vorteile. In Bezug auf dreidimensionale Auflösung, Tiefeninvasion, Streueffizienz, Hintergrundlicht, Signal-Rausch-Verhältnis, Steuerung usw. verfügen Lasermikroskope über beispiellose oder überlegene Eigenschaften, die frühere Lasermikroskope nicht hatten.
Das konfokale Multiphotonen-Laser-Scanning-Mikroskop wurde auf verschiedene Forschungs- und Anwendungsbereiche ausgeweitet. Es kann eine dreidimensionale, zerstörungsfreie Beobachtung von Proben in ihrem natürlichen Zustand durchführen und die Auflösung und das Signal-zu-{3}}Verhältnis des Systems verbessern. Durch die Nutzung der Änderungen der Materialeigenschaften nach Multiphotonenanregung können auch eine dreidimensionale Höhendatenspeicherung und eine dreidimensionale Mikrofabrikation in jede Richtung erreicht werden, was einen hohen Anwendungswert hat Man kann davon ausgehen, dass mit der Weiterentwicklung der mechanischen, Material- und Lasertechnologien im Zusammenhang mit der konfokalen Multiphotonenmikroskopie die konfokale Multiphotonen-Laser-Scanning-Mikroskopie eine größere Entwicklung und breitere Anwendungsmöglichkeiten erfahren wird
