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जैविक ऊतकों में अरेखीय माइक्रोस्कोपी
अरेखीय माइक्रोस्कोपी जीवित जीवों के अंदर मिलीमीटर गहराई पर उप-माइक्रोमीटर विभेदन से चित्रण करती है।
उत्पाद परिचय
ऊतक में अरेखीय माइक्रोस्कोपी क्या है?
अरेखीय माइक्रोस्कोपी जीवित जीवों के अंदर मिलीमीटर गहराई पर उप-माइक्रोमीटर विभेदन से चित्रण की एक शक्तिशाली तकनीक है। आनुवंशिक रूप से कूटबद्ध कैल्शियम सूचकों और ऑप्सिनों के संयोजन में, बहुफोटॉन प्रतिदीप्ति (MPEF) माइक्रोस्कोपी ने तंत्रिका-चित्रण में क्रांति ला दी है और तंत्रिका विज्ञान का एक मानक साधन बनती जा रही है। द्वितीय और तृतीय हार्मोनिक जनरेशन (SHG और THG) तथा सुसंगत anti-Stokes और उत्तेजित रमन प्रकीर्णन (CARS और SRS) जैसी लेबल-रहित विधियाँ अत्यंत संवेदनशील संरचनात्मक और रासायनिक चित्रण तकनीकों के रूप में विकसित की गई हैं।
कंट्रास्ट कैसे बनता है
अरेखीय माइक्रोस्कोपी की अरेखीय प्रकाशिक प्रक्रियाएँ उच्च प्रकाश तीव्रता की अपेक्षा करती हैं, जो अति लघु प्रकाश पल्स के सघन फोकस पर निम्न औसत शक्ति पर भी प्राप्त की जा सकती हैं। इस विशेषता का उपयोग ऑप्टिकल सेक्शनिंग प्रदान करने तथा प्रकीर्णक ऊतकों के भीतर गहरे चित्रण कंट्रास्ट को सुधारने के लिए किया जाता है। बहुफोटॉन उत्तेजन तब होता है जब दो या अधिक फोटॉन एक साथ किसी अणु के निकट से गुजरते हैं और उनकी संयुक्त ऊर्जा उत्तेजन के लिए प्रयुक्त होती है, जिससे प्रतिदीप्ति उत्पन्न होती है। अनेक फोटॉनों का समकालिक आगमन हार्मोनिक जनरेशन भी उत्पन्न कर सकता है — उत्तेजन लेज़र आवृत्ति के दोगुने या तिगुने पर विकिरण। हार्मोनिक जनरेशन एक अंतर्निहित लेबल-रहित कंट्रास्ट है, जो नमूने के आणविक क्रम और समांगता द्वारा निर्धारित होता है तथा उनका वर्णन करने के लिए प्रयुक्त होता है।
त्रि- और चतुष्फोटॉन चित्रण
उच्च-कोटि, त्रि- और चतुष्फोटॉन-उत्तेजित प्रतिदीप्ति (3PEF और 4PEF) माइक्रोस्कोपी विशेष उल्लेखनीय है, क्योंकि यह उन गहराइयों पर चित्रण सक्षम करती है जो पारंपरिक माइक्रोस्कोपी तकनीकों से प्राप्त नहीं की जा सकतीं, विशेषतः मस्तिष्क जैसे तीव्र प्रकीर्णन वाले नमूनों में। सबसे महत्त्वपूर्ण यह है कि आधुनिक लेज़र स्रोत आवश्यक पुनरावृत्ति दरों पर कार्य कर सकते हैं और जैविक रूप से प्रासंगिक गहराइयों पर वास्तविक-समय कार्यात्मक मस्तिष्क चित्रण के लिए आवश्यक पल्स ऊर्जा प्रदान करते हैं।
इस कार्य में प्रयुक्त स्रोत
CRONUS-2P और CRONUS-3P अरेखीय माइक्रोस्कोपी के लिए निर्मित फेमटोसेकंड स्रोत हैं। वे कार्यात्मक तंत्रिका-चित्रण, ऑप्टोजेनेटिक्स, तथा मध्यम-पुनरावृत्ति-दर त्रि-फोटॉन उत्तेजन द्वारा गहरी चित्रण और तीव्र उच्च-पुनरावृत्ति-दर द्वि-फोटॉन चित्रण को समाहित करते हैं, साथ ही उच्च-शक्ति लेज़र स्रोतों द्वारा विस्तृत-क्षेत्र और होलोग्राफिक उत्तेजन को भी।
1300 nm पर ज़ेब्राफिश
CRONUS-3P द्वारा 1300 nm उत्तेजन पर जीवित ज़ेब्राफिश का बहुविध 3D चित्रण। 3PEF – हरा, trans SHG – पीला, epi-THG – गहरा नीला, trans-THG – सियान। साभार Luigi Bonacina group, University of Geneva.
1300 nm पर ज़ेब्राफिश (2024)
CRONUS-3P द्वारा 1300 nm उत्तेजन पर जीवित ज़ेब्राफिश का बहुविध 3D चित्रण। 3PEF – हरा, trans SHG – पीला, epi-THG – गहरा नीला, trans-THG – सियान। साभार Luigi Bonacina group, University of Geneva (2024).
