2광자 형광 현미경이란?
2광자 여기의 기본 원리는 다음과 같습니다. 높은 광자 밀도의 경우 형광 분자는 두 개의 장파장 광자를 동시에 흡수할 수 있으며 소위 여기 상태 수명의 짧은 기간 후에 더 짧은 파장의 광자를 방출할 수 있습니다. . ; 그 효과는 파장이 긴 파장의 절반인 광자를 사용하여 형광 분자를 여기시키는 것과 같습니다. 2광자 여기에는 높은 광자 밀도가 필요합니다. 세포를 손상시키지 않기 위해 2광자 현미경은 고에너지 모드 잠금 펄스 레이저를 사용합니다. 이 레이저에서 방출되는 레이저는 피크 에너지가 높고 평균 에너지가 낮으며 펄스 폭은 100펨토초에 불과하고 주파수는 80~100메가헤르츠에 달할 수 있습니다. 높은 개구수의 대물렌즈를 사용하여 펄스 레이저의 광자를 집속할 때 대물렌즈의 초점에서 광자 밀도가 가장 높고 2광자 여기는 대물렌즈의 초점에서만 발생하므로 2광자 현미경은 공초점 핀홀이 필요하지 않아 형광 검출 효율이 향상됩니다.
일반적인 형광 현상은 여기광의 낮은 광자 밀도로 인해 형광 분자가 동시에 하나의 광자만 흡수할 수 있으며, 그 후 복사 전이를 통해 형광 광자를 방출하는데, 이것이 단일 광자 형광입니다. 레이저를 광원으로 사용하는 형광 여기 공정의 경우 2광자 또는 다광자 형광이 발생할 수 있습니다. 이때 사용되는 여기 광원의 강도는 높고 광자 밀도는 동시에 두 개의 광자를 흡수하는 형광 분자의 요구 사항을 충족합니다. 일반 레이저를 여기 광원으로 사용하는 과정에서 광자 밀도는 여전히 2 광자 흡수 현상을 일으키기에 충분하지 않습니다. 일반적으로 펨토초 펄스 레이저가 사용되며 순간 전력은 메가와트 수준에 이를 수 있습니다. 따라서 2광자 형광의 파장은 여기광의 파장보다 짧고, 이는 여기 파장의 절반에서 여기가 생성하는 효과와 동일합니다.
