徠卡顯微鏡，CARS和共聚焦
由于激光共聚焦顯微鏡的問世，科學家們已經獲得了導致生命如何工作有更深的了解了許多新的見解。 單光子和多光子共焦顯微術的*重要的缺點是需要來標記樣品。 CARS（相干反斯托克斯拉曼光譜法）解決了這個問題，因為它是無毒的，非破壞性的，微創(chuàng)
染色過程有約束：染料漂白隨著時間的推移，可以是光毒性，并可能影響后續(xù)的研究方法和偽裝隨后的研究信息。 過程與彩色樣品不適合長期分析：大氣條件的破壞染料和染料改變時，在與空氣或濕氣接觸 - 任何變化的環(huán)境條件會影響試驗結果。 另外，染色過程非常耗時。 有些樣品不能被污染可言，因為染料的熒光團或存在的連接改變了分子或生物體的功能。
相干反斯托克斯拉曼光譜 - 技術
CARS是一個三階非線性過程，涉及到一個泵浦光束在可濕性粉劑和斯托克斯束的WS的一個頻率的頻率。 試樣是通過波混頻過程的刺激。 反斯托克斯信號πas=2πp-ΠS是相匹配的方向，在頻差振動產生相反Δν= VSP-與泵浦光與斯托克斯梁之間。 這等于振動的特定化學鍵的能量的頻率。
圖1：CARS能量圖
圖2：在霜，覆蓋圖像脂滴的偏差。 綠色背景顯示的水（在3150厘米-1收購），而紅點是脂肪成分（在2850厘米-1收購）。
活分子分析與CARS
CARS顯微鏡的主要應用被發(fā)現在生物，制藥和皮膚病研究，生物醫(yī)學成像，食品加工和材料科學。 其潛力已被證明對各種生物醫(yī)學應用中，如脂質轉運的成像，蛋白濃度，DNA，RNA，組織在活的生物體，并且為了在液晶。 通過集成CARS技術融入現代光學掃描顯微鏡系統中，研究人員擁有*新的技術在手加上一個易于使用的共聚焦系統。
高分辨率圖像
圖 3：小鼠耳（*大投影）的皮膚，在2849厘米-1拉曼位移（對應于CH 2的伸縮振動）。 教授Sunney謝，化學系和化學生物學，哈佛大學，劍橋大學，美國的禮貌
傳統的掃描儀是用于形態(tài)學研究優(yōu)化在大腦和皮膚，或亞細胞成像功能，如細胞骨架。 它允許每個圖像采樣高達8,196×8,196像素，結合來看高分辨率大視場。 此外，掃描器的速度可以適應從400赫茲到2800赫茲在雙向模式。
在皮膚表面，對應的毛發(fā)與色球長的細絲可以看到一個非常強烈的信號，因為毛發(fā)覆蓋著油。 在皮膚表面，一個明亮的多邊形圖案輪廓形成的皮膚的*上層時，角質層的角質細胞。 起因于細胞間隙富含脂質，膽固醇，神經酰胺和信號。 在第二層中，周圍的毛發(fā)根部明亮的結構被檢測到，皮脂腺。 他們是擠滿了包含甘油三酯和蠟酯皮脂水庫多細胞車廂。 在70-80微米表面的細胞，脂肪細胞，含有豐富的脂肪，被發(fā)現在真皮層。 因為CARS信號只在焦點處產生的三維成像能力被示為具有*大的突起。
CARS在視頻速率
共振掃描器提供了緊湊的設計和快速的畫面記錄的好處。 當基于點照明和點觀測的真實共聚焦的概念，共振掃描器允許在雙向模式16,000赫茲頻率的速度。 在512×512像素的幀大小時，系統獲得每秒29圖象。 以較低的采樣，速度可以提高到512×32個像素的分辨率，以每秒290幀。 高時間分辨率的動態(tài)過程進行成像和測量或線掃描可以采取全速率。
施加平均提高了信號的信噪比，這在諧振掃描儀的情況下特別有用。 它有可能找到的圖像質量和采集速度之間的正確折衷，根據成像要求。 在專業(yè)設計的共焦共振掃描器的幅度是可調的，這使得它可以通過施加較小的振幅進行放大。 有了這個功能，可以集中到感興趣的區(qū)域，而在收購視頻率圖像。 泛函數 - 另一個有用的設備迅速轉移到有趣的地方，這不一定是在微觀領域的中心 - 也應該是可與共振掃描儀。
隨后CARS顯微鏡開辟了新的途徑，以可視化的基礎上固有振動特性的結構不染色或標記的標本。 試樣不從擾動由染料或光致漂白受損。 CARS打開了新的研究方法，尤其是在細胞生物學，神經科學，藥理學，皮膚科，以及醫(yī)療成像。
圖4：這些CARS圖片顯示小鼠皮膚的皮下脂肪層的富含脂質的脂肪細胞。 左邊的圖像是采取共振掃描儀的全速，采集圖像以29張/秒的雙向模式的速度，即在視頻速率。 在120納秒像素的停留時間只有幾輛車光子被檢測到，從而在嘈雜的形象。 右邊的圖像對應于平均與諧振掃描器接管30的圖像，即，對應于非諧振掃描儀的圖像質量。 教授Sunney謝，化學系和化學生物學，哈佛大學，劍橋大學，美國的禮貌
使CARS顯微鏡訪問
化學系的Andreas Zumbusch教授，德國Konstanz大學領導的一個研究小組對物理化學。 他專注于單分子熒光光譜和顯微技術，以及對非線性光學顯微鏡的開發(fā)與應用：“許多研究領域，無論是從生命科學和材料科學的背景下，需要快速，非侵入性的成像具有高空間高分辨率，高分子特異性和靈敏度高。正如它的對比度是內在的樣品光譜特性的基礎上產生的一種光學方法，CARS顯微鏡可以提供這一切。在神經科學，例如，CARS顯微鏡可以產生影響比得上雙光子顯微鏡，不同之處在于它不依賴于引入的熒光標記物。
商業(yè)CARS顯微鏡系統的出現無疑是朝著使該技術訪問感興趣的研究人員在其應用程序中的重要一步。 有吸引力的系統概念提供離手操作，同時允許被使用的CARS顯微鏡的全部潛力“。
圖 5：一只老鼠耳未染色的皮膚。 Sebacouce腺體多細胞車廂，其中包含甘油三酯和蠟酯。 由于它們的CH 2鍵結，脂肪成分可以**成像和CARS及導致銳利，清晰的成像效果。 教授Sunney謝，化學系和化學生物學，哈佛大學，劍橋大學，美國的禮貌
圖6：小鼠尾巴成像labelfree與外延車的橫截面（反射光，紅色區(qū)域）和F-SHG（透射光，綠色區(qū)域）相結合的大約脂質和試樣的結構性質的信息。