Fordeler og begrensninger ved multifoton laserskanningsmikroskopi
Fordeler
① Eksitering utføres med rødt eller infrarødt lys, noe som fører til lav lysspredning. Spredning av små partikler er omvendt proporsjonal med fjerde potens av bølgelengden.
② Ingen pinhole er nødvendig, noe som gjør det mulig å samle inn flere spredte fotoner fra bildeplanet.
③ Et nålhull kan ikke skille spredte fotoner som sendes ut fra ufokuserte områder eller brennpunktet. Multifotonmikroskopi oppnår et utmerket signal-til-støy-forhold for dyp avbildning.
④ Ultrafiolett eller synlig lys som brukes til enkeltfoton-eksitasjon har en tendens til å bli absorbert og dempet av prøven før strålen når brennplanet, noe som gjør dyp-lags-eksitasjon vanskelig.
⑤ For biologisk mikroskopisk observasjon er det primære hensynet å bevare den biologiske aktiviteten til prøver, opprettholde fuktighet, ionekonsentrasjon og sirkulasjonen av oksygen og næringsstoffer. For optisk observasjon må både varme og fotonenergi holdes innenfor bestrålingsnivåer som ikke skader celler.
⑥ Multifotonmikroskoper har mange andre fordeler. Når det gjelder 3D-oppløsning, dyp penetrasjon, spredningseffektivitet, bakgrunnslys, signal-til-støy-forhold og kontrollerbarhet, har de overlegne egenskaper som ikke er tilgjengelige eller kan sammenlignes med konvensjonelle lasermikroskoper.
Multifoton konfokale laserskanningsmikroskoper har blitt utvidet til ulike forsknings- og bruksområder. De muliggjør tredimensjonal ikke-invasiv observasjon av prøver under naturlige forhold og forbedrer oppløsningen og signal-til-støy-forholdet til systemet. Ved å bruke endringer i materialegenskaper indusert av multifotoneksitasjon, kan 3D-datalagring med høy tetthet og mikrofabrikasjon i vilkårlige tredimensjonale retninger også realiseres, noe som gir høy bruksverdi. Det forventes at med ytterligere fremskritt innen mekanikk, materialer, laserteknologi og andre felt relatert til multifoton konfokal mikroskopi, vil multifoton konfokale laserskanningsmikroskop oppnå større utvikling og bredere anvendelse.
Begrensninger
① Den støtter kun fluorescensavbildning.
② Hvis prøven inneholder kromoforer som absorberer eksitasjonslys (som pigmenter), kan det oppstå termisk skade på prøven.
③ Oppløsningen er litt redusert. Selv om dette kan forbedres ved samtidig å ta i bruk et konfokalt pinhole, vil signaltap oppstå.
④ Begrenset av kostbare ultraraske lasere, kommer multifoton-skanningsmikroskoper med en relativt høy kostnad.
