Nel campo della microscopia e dell'imaging moderno, le tecniche di fluorescenza sono emerse come potenti strumenti per visualizzare strutture e processi biologici a livello cellulare e molecolare. L'imaging a fluorescenza a due fotoni, in particolare, ha guadagnato una notevole popolarità grazie ai suoi vantaggi unici, come una penetrazione più profonda nei tessuti, una fototossicità ridotta e una migliore risoluzione tridimensionale. D'altra parte, gli scanner per vetrini a fluorescenza sono ampiamente utilizzati per l'imaging ad alta produttività di sezioni di tessuto e campioni di cellule. In qualità di fornitore di scanner per vetrini a fluorescenza, una domanda comune che incontriamo spesso è: è possibile utilizzare uno scanner per vetrini a fluorescenza per l'imaging a fluorescenza a due fotoni?
Comprendere gli scanner per vetrini a fluorescenza
Gli scanner per vetrini a fluorescenza sono progettati per acquisire immagini ad alta risoluzione di campioni etichettati in modo fluorescente su vetrini. Solitamente sono costituiti da un piano per sostenere il vetrino, una sorgente luminosa per l'eccitazione, un sistema di rilevamento della fluorescenza e un meccanismo di scansione motorizzato. La sorgente luminosa può essere una lampada al mercurio, una lampada ad alogenuri metallici o, più recentemente, diodi emettitori di luce (LED). Il sistema di rilevamento include solitamente una serie di filtri per selezionare le lunghezze d'onda di eccitazione ed emissione appropriate e una telecamera ad alta sensibilità per catturare i segnali fluorescenti.
La nostra azienda offre una gamma di scanner per vetrini a fluorescenza, incluso ilScanner per patologia digitale GScan - 60,Scanner per diapositive in campo chiaro EScan - 1200, EScanner per vetrini di patologia digitale. Questi scanner sono noti per le loro capacità di scansione ad alta precisione, le interfacce intuitive e l'eccellente qualità delle immagini. Sono adatti per una varietà di applicazioni, come istologia, citologia e ibridazione in situ fluorescente (FISH).
Due principi: imaging a fluorescenza fotonica
L'imaging a fluorescenza a due fotoni si basa sul principio dell'assorbimento a due fotoni. In un processo convenzionale di fluorescenza a un fotone, un fluoroforo assorbe un singolo fotone di energia adeguata e quindi emette un fotone di energia inferiore (lunghezza d'onda maggiore). Nell'assorbimento a due fotoni, un fluoroforo assorbe due fotoni simultaneamente, ciascuno con circa la metà dell'energia richiesta per l'eccitazione di un fotone. Questo processo richiede un raggio laser ad alta intensità e a impulsi brevi, tipicamente un laser al titanio-zaffiro.
Il vantaggio principale dell'imaging a fluorescenza a due fotoni è la sua capacità di ottenere una penetrazione profonda nei tessuti. Poiché l'assorbimento di due fotoni avviene solo nel punto focale del raggio laser, dove la densità dei fotoni è elevata, l'eccitazione è confinata in un piccolo volume all'interno del campione. Ciò riduce la fluorescenza di fondo e il fotosbiancamento al di fuori del piano focale, consentendo l'imaging ad alta risoluzione di campioni di tessuto spesso.
È possibile utilizzare uno scanner per diapositive a fluorescenza per l'imaging in fluorescenza a due fotoni?
In generale, uno scanner per vetrini a fluorescenza tradizionale non è progettato per l'imaging in fluorescenza a due fotoni e ci sono diverse ragioni per questo:
1. Sorgente luminosa
Come accennato in precedenza, l'imaging a fluorescenza a due fotoni richiede una sorgente laser ad alta intensità e a impulsi brevi. La maggior parte degli scanner per diapositive a fluorescenza utilizzano sorgenti luminose a onda continua, come lampade al mercurio o LED, che non forniscono l'elevata densità di fotoni richiesta per l'assorbimento di due fotoni. Le caratteristiche di potenza e impulso della sorgente luminosa sono cruciali per un'efficiente eccitazione a due fotoni e le sorgenti luminose negli scanner per diapositive non sono in grado di soddisfare questi requisiti.
2. Sistema di rilevamento
L'imaging a fluorescenza a due fotoni utilizza spesso un rilevatore non scansionato (NDD) per raccogliere la fluorescenza emessa. L'NDD può rilevare i segnali di fluorescenza in modo più efficiente, soprattutto in campioni spessi, perché non è influenzato dal percorso ottico del fascio di eccitazione. Al contrario, gli scanner per diapositive a fluorescenza utilizzano in genere un sistema di rilevamento basato su fotocamera, che potrebbe non essere ottimizzato per l'imaging a due fotoni. Anche la sensibilità, la frequenza dei fotogrammi e la gamma dinamica della fotocamera potrebbero essere insufficienti per catturare i deboli segnali di fluorescenza a due fotoni.
3. Meccanismo di scansione
L'imaging a fluorescenza a due fotoni di solito comporta una scansione punto per punto del campione utilizzando uno specchio galvanometrico o uno scanner risonante. Ciò consente una scansione rapida e precisa del raggio laser attraverso il campione. Gli scanner per vetrini a fluorescenza, invece, utilizzano tipicamente un tavolino motorizzato per spostare il vetrino rispetto al sistema ottico fisso. La velocità di scansione e la precisione della scansione basata sul palco negli scanner per diapositive potrebbero non essere adatte per l'imaging a due fotoni, soprattutto quando è richiesto l'imaging ad alta velocità o il monitoraggio in tempo reale.
Tuttavia, ci sono alcune eccezioni
Con il rapido sviluppo della tecnologia, alcuni scanner avanzati per vetrini a fluorescenza possono essere modificati o aggiornati per incorporare funzionalità di imaging a due fotoni. Ad esempio, alcune aziende stanno esplorando l'uso di laser a femtosecondi in combinazione con scanner per diapositive per consentire l'imaging a due fotoni. Questi sistemi ibridi possono offrire i vantaggi sia della scansione di vetrini ad alta produttività che dell'imaging a due fotoni dei tessuti profondi.
Applicazioni e limitazioni
Sebbene uno scanner tradizionale per vetrini a fluorescenza non possa essere utilizzato direttamente per l'imaging in fluorescenza a due fotoni, entrambe le tecniche hanno le loro applicazioni uniche:
Scanner per vetrini a fluorescenza
Gli scanner per vetrini a fluorescenza sono ideali per lo screening ad alta produttività di un gran numero di campioni. Sono comunemente utilizzati nei laboratori di patologia per la diagnosi e la ricerca di malattie, come il cancro. Gli scanner possono generare rapidamente immagini ad alta risoluzione di sezioni di tessuto, che possono essere archiviate digitalmente per ulteriori analisi e confronti.
Due: imaging a fluorescenza fotonica
L'imaging a fluorescenza a due fotoni viene utilizzato principalmente per l'imaging in vivo ed ex vivo di campioni di tessuto spesso, come fettine di cervello, embrioni e animali vivi. Consente ai ricercatori di studiare i processi dinamici di cellule e tessuti nel loro ambiente naturale, come l'attività neuronale, la migrazione cellulare e l'angiogenesi.
Conclusione
In conclusione, sebbene un tipico scanner per vetrini a fluorescenza non sia progettato per l'imaging a fluorescenza a due fotoni a causa delle differenze nella sorgente luminosa, nel sistema di rilevamento e nel meccanismo di scansione, esiste il potenziale per lo sviluppo di sistemi ibridi che combinano i vantaggi di entrambe le tecniche. In qualità di fornitore di scanner per vetrini a fluorescenza, ci impegniamo a rimanere all'avanguardia nell'innovazione tecnologica e ad esplorare nuove possibilità per i nostri prodotti.
Se sei interessato ai nostri scanner per diapositive a fluorescenza o hai domande sulle loro applicazioni, non esitare a contattarci per ulteriori discussioni e informazioni sull'approvvigionamento. Non vediamo l'ora di lavorare con voi per soddisfare le vostre esigenze di imaging.
Riferimenti
- Denk, W., Strickler, JH e Webb, WW (1990). Microscopia a fluorescenza a scansione laser a due fotoni. Scienza, 248(4951), 73-76.
- Pistone, DW e Sklar, LA (2008). Imaging in fluorescenza: dalle singole molecole alle tecniche macroscopiche. Pressa da laboratorio di Cold Spring Harbor.
- Pawley, JB (a cura di). (2006). Manuale di microscopia confocale biologica. Springer.
