雙光子顯微鏡為什么穿透能力強,？生物組織在近紅外波段存在兩個窗口,第1個近紅外窗口對應(yīng)波長在700nm-900nm,第2個近紅外窗口對應(yīng)波長在1000nm-1400nm之間,。舉例說明就是單晶硅對于可見光幾乎是不透明的，但是對于紅外波段就像是“水晶”一樣通透性很好了,。原因有兩點：1.生物組織對紅外光的吸收弱,，對可見光吸收強。類似的,，平時用手電筒照射手指,，會看到手通透紅亮，也是由于生物組織對長波長的紅光吸收少,。2.生物組織對紅外光的散射弱,。因為瑞利散射的強度反比于波長λ的四次方。類似的,，早晨的太陽非常紅,，也就是因為長波長的紅光穿透力更強。這兩點共同導(dǎo)致長波長的紅外光比可見光對生物組織的穿透能力強,。雙光子顯微鏡明日之星--FemtoFiber ultra 920 ,。雙光子顯微鏡光損傷

雙光子熒光顯微鏡是結(jié)合了激光掃描共聚焦顯微鏡和雙光子激發(fā)技術(shù)的一種新技術(shù)。雙光子激發(fā)的基本原理是：在高光子密度的情況下,，熒光分子可以同時吸收2個長波長的光子,，在經(jīng)過一個很短的所謂激發(fā)態(tài)壽命的時間后，發(fā)射出一個波長較短的光子,；其效果和使用一個波長為長波長一半的光子去激發(fā)熒光分子是相同的,。雙（多）光子成像優(yōu)勢在于，具有更深的組織穿透深度,，利用紅外光,，能夠在層面檢測極限達1mm的組織區(qū)域；因信號背景比高,，而具有更高的對比度,；因激發(fā)體積小，具有定點激發(fā)的特性,，具有更少的光毒性,；激發(fā)波長由紫外、可見光調(diào)整為紅外激發(fā),，能夠更加安全,。美國2PPLUS雙光子顯微鏡最大分辨率如果已經(jīng)有了飛秒光，就可以幾套雙光子顯微鏡共享一臺,，只需分光即可,。

研究人員通過用不同激光波長并行化激光掃描（wavelengthmultiplexing）,，增加了相同時間內(nèi)可以成像的體積，并同時保持較高的時間和空間分辨率,。通過引入兩種波長不同的鈣信號熒光探針,，研究人員將神經(jīng)元群體的活動標(biāo)記為兩個不同顏色，并同時用兩個不同波長的激光激發(fā)探針,，實現(xiàn)了兩個顏色的并行化數(shù)據(jù)記錄,。為了實現(xiàn)三維空間成像，研究人員還分別在兩個激光光路上配置了快速變焦系統(tǒng),，分別為電可調(diào)節(jié)透鏡（electricaltunablelens）和空間光調(diào)制器（spatiallightmodulator）,。由此，可以同時以10赫茲的速度記錄500微米500微米的10個平面,，覆蓋縱深達600微米,，涵蓋了從腦皮層第2層到第5層的結(jié)構(gòu)，體積內(nèi)記錄到的神經(jīng)元可以達到2000個以上,。

雙光子顯微鏡的優(yōu)勢：在深度組織中以較長時間對活細胞成像,，雙光子顯微鏡是當(dāng)前之選。雙光子和共聚焦顯微鏡都是通過激光激發(fā)樣品中的熒光標(biāo)記,，使用探測器測量被激發(fā)的熒光,。但是，共聚焦一般使用單模光纖耦合激光器,，通過單光子激發(fā)熒光,，而雙光子使用飛秒激光器，通過幾乎同時吸收兩個長波光子激發(fā)熒光,。下面是兩種技術(shù)的對比圖,。雙光子激發(fā)熒光的主要優(yōu)勢：雙光子比共聚焦使用的更長的波長，所以對組織的損傷更小且穿透更深,。共聚焦的成像深度一般為100微米,，雙光子則能達到250到500微米，甚至超過1毫米,。另外,，同時吸收兩個光子意味只有度聚焦點處能被激發(fā),，所以不會損傷焦平面之外的組織,，并且生成更清晰的圖像。雙光子顯微鏡還可以對一些具有雙光子特性的染料細胞進行特定實驗,；

宇宙,，浩瀚無垠，在數(shù)百億光年可觀測的空間里閃爍著上萬億個星系,。人類1400克的大腦,如同一個小小的宇宙,，包含了百億級神經(jīng)元和百萬億級的神經(jīng)突觸,，其結(jié)構(gòu)和功能上極其復(fù)雜而精密的連接，涌現(xiàn)出意識和思想--大腦小宇宙隱藏著世界上較佳麗較深邃的奧秘,。新千年伊始,，世界科技強國紛紛啟動有史以來比較大規(guī)模的腦科學(xué)研究計劃，人類探索大腦的波瀾壯闊的歷史畫卷正在展開,。工欲善其事,，必先利其器。目前,，各國腦科學(xué)計劃的一個重要方向就是打造用于全景式解析腦連接圖譜和功能動態(tài)圖譜的研究工具,。其中，如何打破尺度壁壘,，整合微觀神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動與大腦整體的活動和個體行為信息,，是領(lǐng)域內(nèi)亟待解決的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)。雙光子顯微鏡是結(jié)合了雙光子技術(shù)和掃描共聚顯微鏡的一種新型熒光顯微鏡,。進口investigator雙光子顯微鏡成像視野是多少

雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖器,。雙光子顯微鏡光損傷

Denk很快就將雙光子顯微鏡用于神經(jīng)元成像，而1997年在Svoboda測量完整老鼠大腦的錐體神經(jīng)元的感官刺激誘導(dǎo)樹突鈣離子動態(tài)后,，雙光子顯微鏡的潛能開始完全凸顯,。值得一提的是，霍華德·休斯醫(yī)學(xué)院Svoboda實驗室和Thorlabs在2016年合作推出了一種強大的多光子介觀顯微鏡,，其成像視場達到5毫米,，能夠跨多個腦區(qū)進行高速功能成像。根據(jù)清華大學(xué)單一采購來源的**指導(dǎo)意見：這種顯微鏡的視場是普通雙光子顯微鏡的10倍,。30年來,，雙光子顯微鏡已成為較厚***生物組織三維成像中不可或缺的工具。從雙光子到三光子甚至四光子,，這種非線性成像技術(shù)通常也被統(tǒng)稱為多光子顯微鏡,。下圖統(tǒng)計了自1990年以來每年發(fā)表的多光子顯微鏡文章數(shù)量，發(fā)展速度可見一斑,。雙光子顯微鏡光損傷