Metòd pou pwolonje pwofondè fokal mikwoskòp multifoton yo
Konbinezon de -mikwoskòp optik lazè foton ak endikatè kalsyòm se estanda lò pou deteksyon siyal newòn in vivo. Newòn yo nan rezo neral yo distribye nan espas twa -dimansyon, epi siveyans dinamik aktivite yo mande pou yon fason pou amelyore rapidman to imaj volim yo. Sepandan, lè l sèvi avèk yon griyaj mikwoskòp multiphoton pou imajine yon gwo kantite imaj, si yo itilize yon gwo ouvèti nimerik (NA) objektif pou reyalize pi wo rezolisyon lateral, li pral lakòz yon pi piti pwofondè fokal. Pou jwenn imaj volim nan yon ti pwofondè fokal,
Li nesesè pou fè eskanè aks Z-nan kèk mwayen, imajine anpil avyon pa eskanè chak plan fokal, ki limite anpil vitès imaj la. Si enfòmasyon imaj axial yo ka sakrifye ak optik volim ka reyalize nan yon eskanè lateral pa pwolonje pwofondè nan konsantre, se sa ki, enfòmasyon volim yo pwojte sou yon imaj 2D sèl, vitès la D ka amelyore anpil. Yo rele sa a Pwofondè Konsantrasyon Pwolonje (EDF), ki itil patikilyèman pou imaje estrikti popilasyon ra ki mande rezolisyon tanporèl segondè, tankou D fonksyonèl nan aktivite newòn.
Rezolisyon axial ak lateral yon mikwoskòp detèmine pa ouvèti nimerik (NA) nan lantiy objektif la. High NA ka maksimize rezolisyon axial ak lateral ak kantite limyè kolekte; Lower NA pral lakòz pi ba rezolisyon axial, sa vle di pi long pwofondè nan konsantre, men an menm tan an sakrifye rezolisyon lateral ak efikasite koleksyon limyè. Metòd pwolonje pwofondè konsantre ki pral prezante pwochen ka reyalize sa a pandan w ap kenbe rezolisyon lateral segondè ak flux limyè ase.
Itilizasyon modulatè limyè espasyal pou jenere travès Bessel fokal Mens ka reyalize D 'EDF, men modulateur limyè espasyal yo ankonbran ak difisil yo dwe konpatib ak espas mikwoskòp etwat; Kontrèman, modil Bessel ki baze sou piramid axial yo bon mache ak kontra enfòmèl ant, men yo ka sèlman jenere pwen fokal nan pwofondè fiks epi yo pa apwopriye pou eksperyans divès kalite ki mande pou chanjman kontinyèl nan pwofondè fokal. Pou adrese pwoblèm sa a, an 2018, RONGWEN LU et al. demontre yon modil Bessel ki baze sou yon axicon, kote yon sèl lantiy bezwen tradui sou aks optik la pou kontinye ajiste longè axial pwen fokal Bessel la.
Figi 1 (a) Dyagram aparèy modil Bessel; (b) Fonksyon gaye pwen an te eksperimantalman mezire lè D te -12mm, 0mm, ak 12mm, respektivman; (c) Relasyon ant lajè plen lateral nan mwatye maksimòm, (d) lajè axial plen nan mwatye maksimòm, (e) siyal pik, ak (f) pouvwa optik dèyè lantiy objektif la ak deplasman L2 D.
Aparèy modil la pou fòme yon pwen fokal Bessel longè varyab yo montre nan Figi 1a. Ensidan Gaussian gwo bout bwa a fòme nan yon gwo bout bwa sikilè apre li fin pase nan yon aksikon ak lantiy L1. Mask ouvèti sikilè ki vin apre a ka bloke limyè pèdi ki te koze pa domaj axicon, kidonk fòme distribisyon axial de -fonksyon an gaye pwen eksitasyon foton. Apre sa, gwo bout bwa limyè a pwojte sou galvanomèt la pa lantiy L2 ak L3, ak Lè sa a, rive nan plan fokal dèyè nan lantiy objektif la atravè lantiy L4 ak L5.
Desen sa yo sanble ak modil tradisyonèl ki baze sou piramid, ak diferans ki genyen ke lè w deplase L2 oswa L3 sou aks optik la, longè axial konsantre Bessel la ka kontinyèlman ajiste. Figi 1b montre fonksyon axial gaye pwen yo pou valè D -12mm, 0mm, ak 12mm, ak tout lajè axial nan mwatye maksimòm 39? m,24? M ak 14? m. Jan yo montre nan Figi 1c-f, deplase lantiy L2 soti nan goch a dwat ka kontinyèlman chanje lajè a plen nan mwatye maksimòm nan tou de direksyon yo transverse ak axial, ki vle di ke pwofondè nan konsantre ka kontinyèlman chanje. Rezilta simulation nimerik ki baze sou teyori difraksyon vektè yo an bon akò ak done eksperimantal yo. Figi 2 verifye efè koreksyon diferan gwosè mask annulaire sou domaj axicon. Yo te jwenn ke mask annulaire mens ka pi byen optimize distribisyon an entansite axial nan gwo bout bwa Bessel pwodiksyon an, men an menm tan an, yo menm tou yo mennen nan plis pèt pouvwa.
