NKT Photonics引领生物成像领域光源市场

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白光源被用于照明、解调、激发生物材料和化学物质等领域已经过了长达百年的时间。传统上,人们所使用的灯丝或气体放电灯,如今已被LED灯和其他白光源取代。然而,对于很多应用而言,这些光源的输出功率或带宽仍然是不够的。

单频激光器具有优异的光束质量和高功率特性,但它们本质上是单波长设备。要解决多个波长的问题,就必须组合多个单频激光器,增加成本和复杂性。而且,只有某些离散的波长可利用。

如何使用一款光源就能同时满足

高输出功率、高带宽的需求呢?

2003年NKT Photonics公司将超连续谱白光激光器引入市场,该激光器结合了传统光源的宽带特性和单频激光器的高功率特性及鲁棒性,而开始用于生物光子学领域。超连续谱激光器通常在整个265-2400nm波长范围内提供连续的光谱输出,并且通过滤波,还可以对光谱的任何部分进行单独处理。衍射极限输出是典型的光谱密度为几毫瓦/纳米的光纤传输,这比基于传统光源亮几个数量级,总功率可以达数瓦。此外,由于超连续光谱光源是集成的光纤激光器,不需要校准和维护。

超连续谱激光器在生物光子学领域

有什么样的应用呢?

细胞研究

超连续光谱光源可以帮助照亮最小的物体,甚至小到细胞水平。因此通常用于细胞研究的技术中:

 Confocal microscopy共聚焦显微镜

 FLIM/FRET荧光寿命成像/荧光能量共振转移

 Single Molecule Spectroscopy单分子光谱

 OCT (histology)光学相干断层扫描/组织学

 STED microscopy超分辨率光学成像

 HCS氢化燃烧合成

 Flow Cytometry流式细胞术

 CARS

 Multi-photon excitation多光子激发

临床前/小动物成像

临床前成像是以研究为目的的活体小动物的可视化成像,如药物研究。对于研究者来说,观察小动物因生理或环境变化而产生的器官、组织、细胞或分子层面的变化时的成像模式一直以来都至关重要。


应用文献

 Non-invasive imaging and monitoring of rodent retina using simultaneous dual-band optical coherence tomography By Peter Cimalla, Anke Burkhardt, Julia Walther, Aline Hoefer, Dierk Wittig, Richard Funk and Edmund Koch, published in SPIE proceedings Vol. 7889 (2011).

 Yi J, Radosevich AJ, Stypula-Cyrus Y, et al. Spatially resolved optical and ultrastructural properties of colorectal and pancreatic field carcinogenesis observed by inverse spectroscopic optical coherence tomography. Journal of Biomedical Optics. 2014;19(3):036013. doi:10.1117/1.JBO.19.3.036013.

 Radosevich AJ, Mutyal NN, Yi J, et al. Ultrastructural alterations in field carcinogenesis measured by enhanced backscattering spectroscopy. Journal of Biomedical Optics. 2013;18(9):097002. doi:10.1117/1.JBO.18.9.097002.

眼科学技术

眼科学是处理眼睛的解剖学、生理学和眼睛疾病的医学分支。


光学相干断层成像术(OCT)

应用文献

结论

Ji Yi, 2013; Visible-light optical coherence tomography for retinal oximetry


使用NKT SuperK系列作为光学相干断层扫描(OCT)光,提取视网膜血氧饱和度(sO2)。他们建立了一个综合分析模型,用于描述光吸收、光散射、和血液中的血细胞填充因子,适应从每个成像容器底部获得的可见OCT信号。


Ji Yi, 2012,; Structured interference optical coherence tomography

NKT SuperK系列被用于照明,为了得到空气中(650-800nm)中的约1.5um的轴向分辨率。

扫描激光眼科学(SLO)

应用文献

结论

Wolf M. Harmening, 2014; Mapping the Perceptual Grain of the Human Retina


使用AO-SLO成像将锥形马赛克映射到亚细胞分辨率。NKT SuperK系列作为光源; 同时使用波长842nm和543nm。


Francesco LaRocca, 2014; True color scanning laser ophthalmoscopy and optical coherence tomography handheld probe


NKT SuperK系列被用作三色的SLO光源(430-700nm)。真彩色SLO视网膜可以提供更好的灵敏度,这对视网膜上的颜色变化的敏感性更高,“真实颜色”SLO可以通过早期的视觉呈现黄斑变性来提供年龄相关性黄斑变性(AMD)的早期检测,因为它在视网膜上呈黄白斑点。


Drew Scoles, 2013; In vivo dark-field imaging of the retinal pigment epithelium cell mosaic


NKT SuperK系列被用作光源,以565或680nm为中心,带宽为10nm。


Wolf M. Harmening, 2012; Measurement and correction of transverse chromatic offsets for multi-wavelength retinal microscopy in the living eye

NKT SuperK系列为842nm成像通道以及用于激发的红色(711±12nm)和绿色(543±11nm)通道提供光源。



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