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(dá)到5毫米,，能夠跨多個腦區(qū)進(jìn)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。雙光子顯微鏡使用的是可見光或近紅外光作為光源,；國內(nèi)2PPLUS雙光子顯微鏡光子探測

雙光子顯微鏡是結(jié)合了雙光子激發(fā)技術(shù)和激光掃描共聚顯微鏡的一種新型熒光顯微鏡,，其原理大致是這樣的：首先，讓我們來看看什么是熒光顯微鏡,。熒光顯微鏡是以紫外線為光源,，照射被檢物體上的熒光物質(zhì)或是熒光染料，使其發(fā)出熒光,。相比普通光學(xué)顯微鏡,，熒光顯微鏡運用了波長更短的紫外線，再將可見光過濾掉,，提高了分辨力率,。而當(dāng)被檢物體過厚時，從不同深度發(fā)出的熒光都會打在物鏡上,，使觀察到的像模糊,、發(fā)虛，無法清楚的知道被檢物體的結(jié)構(gòu),。而激光掃描共聚顯微鏡就是在熒光顯微鏡的基礎(chǔ)上,，增加了激光掃描裝置，從而解決了上述問題,。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)照明孔,，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,，通過探測孔時先聚焦，然后被光探頭收集,，轉(zhuǎn)化為信號輸送到計算機進(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,，通過計算機繪出普通顯微鏡無法觀測的三維圖像。國外ultima雙光子顯微鏡授權(quán)供應(yīng)商雙光子顯微鏡有哪些分類呢,？

單光子顯微技術(shù)是成熟的熒光顯微技術(shù)，但由于其使用的激發(fā)光波長較短,，成像深度有限,；能量較大,會造成對熒光物質(zhì)的漂白,光毒性嚴(yán)重。激光共焦掃描顯微鏡由于共焦顯微鏡的孔徑很小,實現(xiàn)樣本三維成像要逐點掃描,成像速度慢,對樣本損害大,很難用于長時間活細(xì)胞成像,。而寬場顯微鏡能夠很好地實現(xiàn)實時動態(tài)成像,光漂白小,因而較早應(yīng)用于活細(xì)胞內(nèi)的實時檢測,，但寬場顯微鏡由于離焦信號的干擾,難以實現(xiàn)多維成像。雙光子熒光顯微鏡（Two-PhotonLaser-ScanningMicroscopy）,。雙光子顯微成像技術(shù)是近些年發(fā)展起來的結(jié)合了共聚焦激光掃描顯微鏡和雙光子激發(fā)技術(shù)的一種新型非線性光學(xué)成像方法,采用長波激發(fā),，能對組織進(jìn)行深層次成像。常用的比較好激發(fā)波長大多位于800-900nm,，而水,、血液和固有組織發(fā)色團(tuán)對這個波段的光吸收率低，此外散射的激發(fā)光子不能激發(fā)樣品,，因此背景第,，光損傷小，適用于在體檢測,。雙光子熒光成像技術(shù)能準(zhǔn)確定位細(xì)胞內(nèi)置入的微電極位置,，從而觀察胞體、樹突甚至單個樹突棘的活性,。研究者可完整的觀察神經(jīng)組織的分辨熒光圖像,甚至可以分辨神經(jīng)細(xì)胞單個樹突棘中的鈣分布,。

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年后因為有了激光才得到實驗驗證,，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低無法被激發(fā),，所以雙光子成像更清晰。雙光子顯微鏡可以精確穿透較厚標(biāo)本進(jìn)行定點,、有生命體的觀察,！

雙光子吸收理論早在1931年就由諾獎得主MariaGoeppertMayer提出，30年后因為有了激光才得到實驗驗證,，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,?；谝陨戏治觯軌蛞愿咧仡l(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低無法被激發(fā)，所以雙光子成像更清晰,。在深度組織中以較長時間對細(xì)胞成像,，雙光子顯微鏡是當(dāng)前之選。美國ultimainvestigator雙光子顯微鏡分辨率是多少

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相比普通的顯微鏡電子顯微鏡可以觀察尺度更小的東西,，冷凍電鏡更是可以觀察有活性的生物大分子，而雙光子顯微鏡有什么優(yōu)勢呢,？它能做到什么普通光學(xué)顯微鏡做不到的事情嗎,？原來，雙光子顯微鏡可以精確穿透較厚標(biāo)本進(jìn)行定點,、***觀察,！由于電磁波的波長越短，粒子性越強,，受散射影響也就越大,。雙光子顯微鏡將激發(fā)光源改為長波長激光,，在增加了激光的穿透性的同時還減少了對細(xì)胞的毒性。除此之外,，因為只有物鏡焦點處能發(fā)生雙光子激發(fā)效應(yīng),，所以掃描的精確度極高，也能提高激發(fā)光效率,，減少被掃描點之外的熒光物質(zhì)消耗,。國內(nèi)2PPLUS雙光子顯微鏡光子探測