Exploration and Application of Second Harmonic Imaging Using Two-photon Microscope

HAN Qin; WU Hang-jun; WU Ling-yun; SONG Dan-dan

doi:10.12452/j.fxcsxb.240621160

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Exploration and Application of Second Harmonic Imaging Using Two-photon Microscope

Experimental Techniques and Methods | 更新时间：2025-03-17

- Exploration and Application of Second Harmonic Imaging Using Two-photon Microscope
- Journal of Instrumental Analysis Vol. 44, Issue 3, Pages: 521-526(2025)
- 作者机构：
  
  浙江大学医学院，浙江杭州 310058
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.240621160
  CLC： O657.3;Q334
- Received：21 June 2024，
  
  Revised：27 August 2024，
  
  Accepted：2024-09-30，
  
  Published：15 March 2025
- 稿件说明：
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韩琴,吴航军,武灵云,宋丹丹.双光子显微镜二次谐波成像条件探索及其应用[J].分析测试学报,2025,44(03):521-526.

HAN Qin,WU Hang-jun,WU Ling-yun,SONG Dan-dan.Exploration and Application of Second Harmonic Imaging Using Two-photon Microscope[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(03):521-526.
韩琴,吴航军,武灵云,宋丹丹.双光子显微镜二次谐波成像条件探索及其应用[J].分析测试学报,2025,44(03):521-526. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.240621160.

HAN Qin,WU Hang-jun,WU Ling-yun,SONG Dan-dan.Exploration and Application of Second Harmonic Imaging Using Two-photon Microscope[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(03):521-526. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.240621160.

摘要

二次谐波产生（SHG）因具有无标记、低光毒性、对材料结构敏感等优点而在众多学科得到应用，该文以在体小鼠皮肤为模型，探索了在双光子显微镜上进行SHG成像的条件。使用甘油作为透明化试剂，对甘油和水处理后的皮肤SHG信号强度和成像深度进行统计，甘油处理后的SHG信号强度和成像深度与水处理组存在显著性差异（*

≤0.05），证明甘油是一种高效的透明化试剂，可用于在体皮肤实验。从激光器功率、生物组织自发荧光性质、成像深度3个方面进行考察，得到双光子显微镜SHG成像的最佳激发波长为900 nm。将甘油透明化和最优激发波长用于肿瘤皮肤SHG信号的采集，实现了肿瘤对皮肤胶原纤维结构影响的在体观察。结果表明，双光子显微镜能够有效地进行SHG成像，实现对生物体内胶原纤维结构的在体观察和可视化研究。

Abstract

Second harmonic generation（SHG） has been applied widely for label-free，low light toxicity and sensitive to structure. The conditions of SHG imaging on a two-photon microscope were explored by using in vivo mouse skin. Glycerol was used as a clearing agent. The SHG signal intensity and the imaging depth of the skin were statistically evaluated after glycerol and water treatments. The SHG signal intensity and imaging depth showed significant differences between the glycerol-treated and water-treated groups（*

≤0.05），suggesting that glycerol serves as an efficient clearing agent for in vivo skin studies. Through an exploration of laser performance（output power），the autofluorescence properties of biological tissues，and imaging depth，the optimal excitation wavelength for SHG imaging with a two-photon microscope was 900 nm. With the application of glycerol and the optimal excitation wavelength，SHG signals from tumor skin can be collected，allowing the study of effects of tumors on collagen fiber in vivo. The results show that the two-photon microscope can effectively perform SHG imaging and suitable for observation and visualization research of the collagen fiber structure within biological tissues.

关键词

Keywords

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