Vor- und Nachteile der Multiphotonen-Laser-Scanning-Mikroskopie (MLSM)
Die Multiphotonen-Laser-Scanning-Mikroskopie ist eine experimentelle Methode, die auf der Technologie der Laser-Scanning-Mikroskopie basiert und bessere optische Schnittmöglichkeiten für die dreidimensionale Beobachtung bietet. Die Multiphotonen-Fluoreszenzanregungsmethode verwendet langwelliges rotes Licht oder Nahinfrarotlicht, um hochauflösende Fluoreszenzbilder von Proben zu sammeln, was lebenden Proben nur minimalen Schaden zufügt. Daher eignet es sich für die Bildgebung lebender Zellen, insbesondere dicker lebender Gewebe wie Gehirnscheiben, Embryonen usw. Bildgebungsstudien ganzer Organe oder sogar ganzer Körper.
Die Vorteile sind wie folgt:
1. Verwenden Sie zur Anregung rotes Licht oder Infrarotlicht. Die Lichtstreuung ist gering (die Streuung kleiner Partikel ist umgekehrt proportional zur vierten Potenz der Wellenlänge).
2. Es wird kein Loch benötigt und es können mehr gestreute Photonen aus dem Abbildungsquerschnitt gesammelt werden.
3. Das Loch kann nicht zwischen gestreuten Photonen unterscheiden, die aus dem defokussierten Bereich oder dem Fokusbereich emittiert werden, 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 kann tiefe Schichten nur schwer anregen.
5. Bei der Beobachtung biologischer Mikroskope ist die erste Überlegung, den aktiven Zustand des Organismus selbst nicht zu schädigen und den Wasserfluss, die Ionenkonzentration, den Sauerstoff und die Nährstoffe aufrechtzuerhalten. Bei der Lichtbeobachtung müssen sowohl Wärme- als auch Photonenenergie innerhalb der Bestrahlungsmenge und der Lichtenergie bleiben, damit die Zellen nicht geschädigt werden.
6. Die Multiphotonenmikroskopie hat auch viele Vorteile. Beispielsweise weist sie in Bezug auf dreidimensionale Auflösung, Tiefeneindringung, Streueffizienz, Hintergrundlicht, Signal-Rausch-Verhältnis, Steuerung usw. herausragende Eigenschaften auf, die frühere Lasermikroskope nicht hatten oder nicht erreichen konnten.
Die Multiphotonen-Konfokal-Laser-Scanning-Mikroskopie wird in verschiedenen Forschungs- und Anwendungsbereichen eingesetzt. Sie ermöglicht eine dreidimensionale zerstörungsfreie Untersuchung von Proben in ihrem natürlichen Zustand und kann die Auflösung und das Signal-Rausch-Verhältnis des Systems verbessern. Durch die Verwendung von Multiphotonen-Anregungsmaterialien können durch Eigenschaftsänderungen auch dreidimensionale Höhendatenspeicherung und dreidimensionale Mikrobearbeitung in jede Richtung realisiert werden, was einen hohen Anwendungswert hat. Es wird angenommen, dass mit der Weiterentwicklung von Maschinen, Materialien, Lasertechnologie usw. im Zusammenhang mit der Multiphotonen-Konfokal-Mikroskopie die photonische Konfokal-Laser-Scanning-Mikroskopie eine stärkere Entwicklung und breitere Anwendung erfahren wird.
Die Nachteile sind folgende:
1. Es kann nur Fluoreszenz abbilden.
2. Wenn die Probe Chromophore enthält, die Anregungslicht absorbieren können, wie z. B. Pigmente, kann die Probe durch Hitze beschädigt werden.
3. Die Auflösung ist leicht reduziert. Obwohl sie durch die gleichzeitige Verwendung konfokaler Löcher verbessert werden kann, kommt es zu Signalverlusten.
4. Aufgrund der teuren ultraschnellen Laser sind die Kosten von Mehrphotonen-Rastermikroskopen relativ hoch.
