Vor- und Nachteile der Multiphotonen-Laser-Scanning-Mikroskopie
Die Multiphotonen-Laser-Scanning-Mikroskopie ist eine experimentelle Methode, die auf der Laser-Scanning-Mikroskopie-Technologie basiert und genauere optische Schnittmöglichkeiten bei der dreidimensionalen Beobachtung bietet. Bei der Multiphotonen-Fluoreszenzanregungsmethode werden langwelliges rotes Licht oder Licht im nahen Infrarot verwendet, um hochauflösende Fluoreszenzbilder von Proben zu sammeln. Dadurch werden lebende Proben nur minimal geschädigt. Daher eignet es sich für die Bildgebung lebender Zellen, insbesondere für dicke lebende Gewebe wie z Hirnschnitte, Embryonen, bildgebende Untersuchungen ganzer Organe oder sogar ganzer Organismen.
Die Vorteile sind wie folgt:
1. Bei Anregung durch rotes Licht oder Infrarotlicht ist die Lichtstreuung gering (die Streuung kleiner Partikel ist umgekehrt proportional zur vierten Potenz der Wellenlänge).
2. Es sind keine Löcher erforderlich und es können mehr gestreute Photonen aus dem Bildgebungsabschnitt gesammelt werden.
3. Die Lochblende kann die gestreuten Photonen, die vom unscharfen Bereich oder vom Fokusbereich emittiert werden, nicht unterscheiden, und das Signal-Rausch-Verhältnis der Mehrphotonenbildgebung in tiefen Schichten ist gut.
4. Das zur Einzelphotonenanregung verwendete ultraviolette oder sichtbare Licht wird von der Probe leicht absorbiert und abgeschwächt, bevor der Strahl die Brennebene erreicht, und es ist nicht einfach, tiefe Schichten anzuregen.
5. Im Hinblick auf die Beobachtung mit dem biologischen Mikroskop besteht die erste Überlegung darin, den aktiven Zustand des Organismus selbst nicht zu beeinträchtigen und die Zirkulation von Wasser, Ionenkonzentration, Sauerstoff und Nährstoffen aufrechtzuerhalten. Bei der Lichtbeobachtung müssen sowohl Wärme als auch Photonenenergie innerhalb der Bestrahlungsmenge und Lichtenergie bleiben, die die Zellen nicht schädigt.
6. Auch die Multiphotonenmikroskopie hat viele Vorteile. Wie dreidimensionale Auflösung, tiefe Eindringtiefe, Streueffizienz, Hintergrundlicht, Signal-Rausch-Verhältnis, Steuerung usw. gibt es überlegene Eigenschaften, die Lasermikroskope nicht hatten oder die in der Vergangenheit unvergleichlich waren.
Die konfokale Multiphotonen-Laser-Scanning-Mikroskopie wurde auf verschiedene Forschungs- und Anwendungsbereiche ausgeweitet. Es kann eine dreidimensionale zerstörungsfreie Beobachtung von Proben im natürlichen Zustand durchführen und die Auflösung und das Signal-Rausch-Verhältnis des Systems verbessern. Mit Multiphotonen-Anregungsmaterialien können auch eine dreidimensionale Höhendatenspeicherung und eine dreidimensionale Mikrofabrikation in beliebiger Richtung realisiert werden, was einen hohen Anwendungswert hat. Es wird davon ausgegangen, dass mit der weiteren Entwicklung von Maschinen, Materialien und Lasertechnologie im Zusammenhang mit der konfokalen Multiphotonenmikroskopie mehr konfokale Photonenlaser-Scanning-Mikroskope eine größere Entwicklung und breitere Anwendung erfahren werden.
Die Nachteile sind wie folgt:
1. Nur für Fluoreszenzbildgebung.
2. Wenn die Probe Chromophore enthält, die Anregungslicht absorbieren können, wie z. B. Pigmente, kann die Probe thermisch beschädigt werden.
3. Die Auflösung ist leicht reduziert. Durch die gleichzeitige Verwendung der konfokalen Blende lässt sich zwar eine Verbesserung erzielen, allerdings geht das Signal verloren.
4. Aufgrund der Einschränkungen teurer Ultrakurzpulslaser sind die Kosten für Multiphotonen-Rastermikroskope relativ hoch.
