A microscopia de dois fótons (2PM) desempenha um papel confiável e eficiente na imagem não invasiva de tecidos profundos na investigação biomédica. Desde a invenção do microscópio de dois fótons no final do século 20, tem havido um fluxo constante de pesquisas relacionadas avançando o 2PM – de fluoróforos a métodos e aplicações de imagem – nas áreas de bioquímica e medicina.
Como obter imagens de tecidos mais profundos tem sido um grande desafio na geração de imagens de dois fótons. As fontes de laser podem potencialmente resolver esse desafio. No entanto, o laser tradicional com modo bloqueado de Ti:safira para imagens de dois fótons é limitado por sua alta frequência de repetição e não pode fornecer a alta energia de pulso necessária para imagens de tecidos profundos com baixa potência de exposição. O laser de fibra supera convenientemente a alta taxa de repetição adicionando algumas dezenas de metros de fibras na cavidade, mas em alguns casos sofre com baixos ganhos e baixa relação sinal-ruído (SNR).

Recentemente, conforme relatado em Advanced Photonics Nexus , pesquisadores do Grupo Omega de Kenneth Wong da Universidade de Hong Kong (HKU) desenvolveram um laser de alto desempenho como um novo tipo de fonte de luz para microscopia multifotônica. Eles relataram um laser de 937 nm, frequência dobrada a partir de um laser totalmente em fibra de 1,8 μm, com uma baixa taxa de repetição de ~ 9 MHz e um alto SNR de 74 dB.

A nova fonte de laser de 937 nm depende da modulação de fase própria na fibra monomodo para aumentar simultaneamente a potência de 1,8 μm e comprimir a largura do pulso. O design do laser de 937 nm é adequado para imagens de tecidos profundos de alta sensibilidade de várias proteínas de fluorescência. A fonte de luz laser fornece excitações de dois fótons em vários tipos de tecidos biológicos. A profundidade de penetração demonstrada com um cérebro de camundongo atingiu 620 μm, revelando a capacidade desta técnica para imagens de tecidos profundos. Os pesquisadores também conduziram imagens de geração de segundo harmônico (SHG), demonstrando imagens sem rótulos e validando inicialmente o potencial dessa fonte de luz para aplicações de imagens multimodais.

Graças à sua baixa frequência de repetição e alta relação sinal-ruído, a fonte de luz requer apenas 10 mW de potência para obter imagens do tecido em profundidades superiores a 600 µm, significativamente menor do que o laser de fibra de 40 MHz, que requer aproximadamente 200 mW poder a uma profundidade semelhante. This greatly reduces photobleaching and photodamage in imaging, improving the depth of tissue imaging and safety in live (in vivo) imaging.

This work will facilitate greater insights into deep tissue imaging for research and biomedical applications. Postdoctoral fellow at HKU and corresponding author Tian Qiao remarks that "this novel high-SNR 937-nm laser source achieves a good balance between sensitivity, penetration depth, and imaging speed for two-photon imaging. Its great performance in two-photon imaging indicates its exciting potential for biological investigations, such as in vivo deep-tissue imaging and multimode imaging." + Explorar mais

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