Investigation on the optimal wavelength for two-photon microscopy in brain tissue
Investigation on the optimal wavelength for two-photon microscopy in brain tissue
复制标题
脑组织双光子显微镜最佳波长的研究
DOI：
10.1063/1.5025808
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发表时间：
2018-06
期刊：
影响因子：
1.6
通讯作者：
He Hao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tang Wanyi;Boateng Derrick;Cheng Pan;Zhou Quanyu;Wei Xunbin;He Hao
双光子显微镜（TPM）是生物组织中应用最广泛的荧光显微镜方法之一。由于散射和吸收较少，近红外 (NIR) 范围内的飞秒激光在组织中表现出更好的穿透力。考虑到复杂的生物特性和影响TPM的其他因素，一般根据散射和吸收来估计最佳波长的方法有些过于粗糙。在本报告中，我们建立了一个模型，通过涉及更多的 TPM 参数来计算不同成像深度的近红外范围内的最佳波长。计算结果表明，异硫氰酸荧光素（FITC）染色的脑切片图像在780 nm激发而非更长波长下可以获得最佳的TPM成像质量，这与我们在小鼠脑组织中50-300 μm深度的TPM实验结果一致。因此，我们的结果可能会更好地理解组织中的 TPM，并有助于开发更准确的 TPM 模拟模型。
Two-photon microscopy (TPM) has been one of the most widely used fluorescent microscopy methods in biological tissue. The femtosecond laser in the near-infrared (NIR) range showed better penetration in tissue due to less scattering and absorption. The method to estimate the optimal wavelength generally according to the scattering and absorption is somehow too rough considering the complex biological property and other factors that influence TPM. In this report, we set up a model to calculate the optimal wavelength in the NIR range for different imaging depths by involving more parameters of TPM. The calculated result suggests the image of brain slice stained with fluorescein isothiocyanate (FITC) can be acquired with the best TPM imaging quality at 780 nm excitation rather than longer wavelengths, which is consistent with our experimental results of TPM at depth of 50-300 μm in mouse brain tissue. Our results may, therefore, bring a better understanding on TPM in tissue and help to develop a more accurate model for the simulation of TPM.
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