新一代微型化雙光子熒光顯微鏡體積小，重只2.2克,，適于佩戴在小動物頭部顱窗上,，實(shí)時記錄數(shù)十個神經(jīng)元、上千個神經(jīng)突觸的動態(tài)信號,。在大型動物上,，還可望實(shí)現(xiàn)多探頭佩戴、多顱窗不同腦區(qū)的長時程觀測,。相比單光子激發(fā),，雙光子激發(fā)具有良好的光學(xué)斷層、更深的生物組織穿透等優(yōu)勢,，其橫向分辨率達(dá)到0.65μm,，成像質(zhì)量與商品化大型臺式雙光子熒光顯微鏡可相媲美，遠(yuǎn)優(yōu)于目前領(lǐng)域內(nèi)主導(dǎo)的,、美國腦科學(xué)計劃重要團(tuán)隊所研發(fā)的微型化寬場顯微鏡,。采用雙軸對稱高速微機(jī)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)鏡掃描技術(shù)，成像幀頻已達(dá)40Hz（256*256像素）,，同時具備多區(qū)域隨機(jī)掃描和每秒1萬線的線掃描能力,。此外，采用自主設(shè)計可傳導(dǎo)920nm飛秒激光的光子晶體光纖,，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了微型雙光子顯微鏡對腦科學(xué)領(lǐng)域較廣泛應(yīng)用的指示神經(jīng)元活動的熒光探針（如GCaMP6）的有效利用,。 同時采用柔性光纖束進(jìn)行熒光信號的接收，解決了動物的活動和行為由于熒光傳輸光纜拖拽而受到干擾的難題,。未來,，與光遺傳學(xué)技術(shù)的結(jié)合，可望在結(jié)構(gòu)與功能成像的同時,，精細(xì)地操控神經(jīng)元和神經(jīng)回路的活動,。雙光子顯微鏡可以進(jìn)行厚的組織樣品拍攝。國內(nèi)2PPLUS雙光子顯微鏡應(yīng)用是什么

激光共聚掃描顯微鏡脫離了傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的場光源和局部平面成像模式,，采用激光束作光源,，激光束經(jīng)照明，經(jīng)由分光鏡反射至物鏡,，并聚焦于樣品上,，對標(biāo)本焦平面上每一點(diǎn)進(jìn)行掃描,。組織樣品中的熒光物質(zhì)受到刺激后發(fā)出的熒光經(jīng)原來入射光路直接反向回到分光鏡，通過探測***時先聚焦,，然后被光探頭收集,，轉(zhuǎn)化為信號輸送到計算機(jī)進(jìn)行處理。這個裝置能讓通過探測***的只有焦平面上發(fā)出的熒光,，使成像更為清晰準(zhǔn)確,，同時通過改變物鏡的焦距，能對不同焦平面進(jìn)行掃描,，通過計算機(jī)繪出普通顯微鏡無法觀測的三維圖像,。美國ultima2PPLUS雙光子顯微鏡原理雙光子顯微鏡中，同樣每個時刻只有焦平面上一個點(diǎn)的信號被探測,，并且連焦平面外的熒光信號也不會有,。

其實(shí)電子顯微鏡相比于光學(xué)顯微鏡的重要優(yōu)勢或者存在的比較大意義，準(zhǔn)確的來說,，不在于放大倍數(shù),，而在于超高的分辨率。這兩者是不同的,。通俗的來說,，就是進(jìn)行觀察的時候，除了要將物體放大,，還需要能將它與相鄰的其他物體分辨開來,。如果兩個相鄰微粒的圖像在光學(xué)顯微鏡下，即使放大到很大,，看到的可能卻是兩個相交的亮斑（艾里斑）,，而沒有明顯的界限（更不用說細(xì)節(jié)了），這表示是分辨率不夠,。拋開分辨率談放大倍數(shù)是沒有意義的,。光學(xué)顯微鏡的分辨率極限是阿貝極限，約等于光波波長的一半,，通常被說成是光學(xué)顯微鏡放大極限,，其實(shí)準(zhǔn)確地來說，應(yīng)該叫做分辨率的極限,。而其產(chǎn)生的原因是光的衍射,，根本原因是光的波粒二象性。電子衍射實(shí)驗(yàn)證明了電子的波動性,，于是用電子代替光的電子顯微鏡成為可能,。電子顯微鏡也有多種,，題主說的是像REM的,。電鏡也存在用衍射規(guī)則觀察的,，比如低能電子衍射（LEED）和透射電鏡（TEM）。兩者主要用于觀察晶體,，根據(jù)其周期性的特點(diǎn)而生成倒易空間里的衍射圖像,，借助elward球或者傅里葉變換就可以轉(zhuǎn)換到實(shí)空間，得到真正的晶體表面圖像了,。

雙光子之源：飛秒激光雙光子吸收理論早在1931年就由諾獎得主MariaGoeppertMayer提出,，30年后因?yàn)橛辛思す獠诺玫綄?shí)驗(yàn)驗(yàn)證，但是到WinfriedDenk發(fā)明雙光子顯微鏡又用了將近30年,。要理解雙光子的技術(shù)挑戰(zhàn)和飛秒激光發(fā)揮的重要作用,，首先要了解其中的非線性過程。雙光子吸收相當(dāng)于和頻產(chǎn)生非線性過程,，這要求極高的電場強(qiáng)度,，而電場取決于聚焦光斑大小和激光脈寬。聚焦光斑越小,，脈寬越窄,，雙光子吸收效率越高。對于衍射極限顯微鏡,，聚焦在樣品上的光斑大小只和物鏡NA和激光波長有關(guān),，所以關(guān)鍵變量只剩下激光脈寬?；谝陨戏治?，能夠以高重頻(100MHz)輸出超短脈沖(100fs量級)的飛秒激光器成了雙光子顯微鏡的標(biāo)準(zhǔn)激發(fā)光源。這也再次說明雙光子顯微鏡的優(yōu)勢：只有焦平面處才能形成雙光子吸收,，而焦平面之外由于光強(qiáng)低無法被激發(fā),，所以雙光子成像更清晰。上海雙光子顯微鏡就找因斯蔻浦,。

在國家自然科學(xué)基金委國家重大科研儀器研制專項(xiàng)《超高時空分辨微型化雙光子在體顯微成像系統(tǒng)》的支持下,，北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所、信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院,、動態(tài)成像中心,、生命科學(xué)學(xué)院、工學(xué)院聯(lián)合中國人民醫(yī)學(xué)科學(xué)院組成跨學(xué)科團(tuán)隊,，歷經(jīng)三年多的協(xié)同奮戰(zhàn),，成功研制新一代高速分辨微型化雙光子熒光顯微鏡，并獲取了小鼠在自由行為過程中大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動清晰,、穩(wěn)定的圖像,。原始論文于5月29日在線發(fā)表于自然雜志子刊Nature Methods (IF 25.3)，相關(guān)技術(shù)文檔同步發(fā)表于Protocol Exchange (DOI: 10.1038/protex.2017.048),，并已申請多項(xiàng),。雙光子顯微鏡已延伸到各個領(lǐng)域研究中,，它能對樣品進(jìn)行三維觀察。國外布魯克雙光子顯微鏡熒光壽命計數(shù)

雙光子顯微鏡非常適合對細(xì)胞組織進(jìn)行長時間在體成像,。國內(nèi)2PPLUS雙光子顯微鏡應(yīng)用是什么

雙光子顯微鏡在各領(lǐng)域研究中已有許多成功實(shí)例,；生物領(lǐng)域：貝爾實(shí)驗(yàn)室的Svoboda等人研究了大腦皮層神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)鈣離子動力學(xué)情形。利用雙光子顯微鏡觀察到的現(xiàn)象證明了鈣離子的增加依賴于肌體觸發(fā)的鈉離子作用電勢,。信息領(lǐng)域：美國科學(xué)家Rentzepis提出了一種在現(xiàn)有二維光盤的基礎(chǔ)上將數(shù)據(jù)儲存擴(kuò)展到三維空間,。由于雙光子激發(fā)具有作用精細(xì)體積小的特點(diǎn)，避免了層與層之間的互相干擾,，較大地提高了數(shù)據(jù)儲存密度,。雙光子顯微鏡已延伸到各個領(lǐng)域研究中，它能對樣品進(jìn)行三維觀察,，其基礎(chǔ)雙光子激發(fā)效應(yīng)也具有極高的應(yīng)用價值,。我們可以相信，隨著科技不斷發(fā)展,，其他技術(shù)的不斷結(jié)合,，雙光子顯微鏡將得到更大的發(fā)展與更廣的應(yīng)用。國內(nèi)2PPLUS雙光子顯微鏡應(yīng)用是什么