1、主讲人：刘立新西安电子科技大学第 5 章生物光子学成像技术25.1 光学成像5.2 光学显微技术5.3 荧光显微技术5.4 激光扫描共聚焦显微技术 5.5 多光子激发荧光显微技术 5.6 全内反射荧光显微技术 5.7 荧光共振能量转移成像技术5.8 荧光寿命成像显微技术5.9 光学相干层析成像技术5.10 非线性光学成像技术5.11 生物光子学成像技术的发展趋势本 章 内 容35.10 非线性光学成像技术 二次谐波 (Second Harmonic Generation, SHG)显微 三次谐波 (Third Harmonic Generation, THG)显微 相干反斯托克斯拉曼散射 (C
2、oherent Anti-Stokes Raman Scattering, CARS)显微 多光子激发荧光显微41、谐波成像v二次 谐 波是二 阶 非 线 性光学 过 程，利用 波 长为 （ 频 率为 v）激光 激 发 非中心 对 称 生物 组织 ， 产 生 波 长为 /2（ 频 率 为 2v）的二次 谐 波 。5.10 非线性光学成像技术5 SHG的特点： 光源的光谱（近红外到红外）在样品的吸收谱（蓝紫光）之外，样品没有热损伤或光致漂白； SHG只发生在非对称介质中； SHG信号是泵浦波长的一半，并很容易从泵浦光和荧光中区分开； SHG显微可用于非荧光样品和组织。5.10 非线性光学成像技术
3、6SHG vs.双光子 荧 光5.10 非线性光学成像技术7v二次谐波与双光子荧光不同：1）二次谐波产生不需要光吸收、不存在热损伤和光漂白（如果激发光位于组织吸收带以外）；2）只有非对称性组织才能产生二次谐波；3）二次谐波波长是准确的激发波长的 1/2，而双光子荧光是宽的荧光谱；4）二次谐波不需要荧光标记物标记。5.10 非线性光学成像技术8n THG是 三 阶 非 线 性 过 程，与光 强 立方成正比 ， 频 率 为 v的输 入光束会 产 生 频 率 为 3v的新的光束，同 样 也是非共振的过 程（在此 过 程中介 质 既不吸收能量，也不 发 射能量）；n 三 阶 效 应对 物 质 没有 对 称要求的限制。n 三次 谐 波 产 生95.10 非线性光学成像技术 THG的优点： THG是物质固有的物理效应，是一种光和物质相互作用的多光子过程（但与三光子吸收不同，不包含介质对光的吸收）； THG没有对称性要求，可以在表面及大块组织内产生； 空间分辨率高，无需标记、没有光漂白，不会导致细胞的生理变化及细胞死亡； 信号蓝移，容易与激发光分离，信噪比高，容易与自体荧光分离； 具有单层敏感性（可用于对单分子薄膜的构象性研究）。L 缺点： 需要高的峰值功率，高能脉冲辐照有损伤样品的风险。5.10 非线性光学成像技术10
