2020年12月22日，臨研所,、病理科和科研處邀請北京大學(xué)王愛民副教授做了題目為“新一代微型雙光子顯微成像系統(tǒng)介紹及其在臨床醫(yī)療診斷”的學(xué)術(shù)報告,。學(xué)術(shù)報告由臨研所醫(yī)學(xué)實驗研究平臺潘琳老師主持。王愛民,，北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院副教授,，畢業(yè)于北京大學(xué)物理系，獲學(xué)士,、碩士學(xué)位,，后于英國巴斯大學(xué)物理系獲博士學(xué)位。該研究組研發(fā)的微型雙光子顯微鏡,，第1次在國際上獲得了小鼠大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸清晰穩(wěn)定的動態(tài)信號,，該成果獲得了2017年度“中國光學(xué)進(jìn)展”和“中國科學(xué)進(jìn)展”，并被NatureMethods評為2018年度“年度方法--無限制行為動物成像”,。目前,，該研究組正在研究新一代雙光子顯微成像技術(shù)在臨床診斷中的應(yīng)用，為未來即時病理,、離體組織檢測,、術(shù)中診斷等提供新的影像手段和分析方法。雙光子顯微鏡將得到更大的發(fā)展與更廣的應(yīng)用,。進(jìn)口激光熒光雙光子顯微鏡光子探測

FHIRM-TPM 2.0擴大了微型雙光子顯微鏡的適用性和實用性,，使神經(jīng)科學(xué)家能夠更自由地探索更多新的行為范式，包括身體運動,、長時程的復(fù)雜過程,，如學(xué)習(xí)和記憶,，社會互動和恐懼條件反射，甚至是慢性疾病的進(jìn)展和老化,，如神經(jīng)發(fā)生和再生,，疾病進(jìn)展和衰老，以破譯大腦的奧秘,。在一批“早鳥項目”中,，該系統(tǒng)已被多個研究組應(yīng)用于不同的模式動物和行為范式，如小鼠的社交新穎性識別,、斑胸草雀受***調(diào)控后大腦特定神經(jīng)元變化,、新型神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿探針的傳導(dǎo)適應(yīng)性分析以及獼猴三腦區(qū)成像等多項研究。依托兩代微型化雙光子成像技術(shù),，該團隊還在南京市江北新區(qū)建立了規(guī)?；咄磕X功能成像的南京腦觀象臺（Nanjing Brian Observatory），于2020年12月10日舉辦了落成典禮,。通過與世界范圍內(nèi)的神經(jīng)科學(xué)家進(jìn)行廣合作,，腦觀象臺現(xiàn)正在服務(wù)三十多個科研項目，成為開展大型腦科學(xué)問題研究的重要科研服務(wù)平臺,。國內(nèi)bruker雙光子顯微鏡應(yīng)用雙光子顯微鏡使用方法是什么,？

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(dá)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,。

在該自適應(yīng)光學(xué)雙光子熒光顯微鏡中，她們將空間光位相調(diào)制器光學(xué)共軛到顯微物鏡的后焦平面,，通過位相調(diào)制器將入射光分成若干子區(qū)域,，每一塊子區(qū)域的波前都可以被控制,。同時，她們用數(shù)字微陣列光處理器,，以不同的頻率同時調(diào)制其中一半子區(qū)域的入射光強度,，以另一半子區(qū)域作為“參考波前”。來自所有子區(qū)域光束會在焦點處會聚干涉,，通過監(jiān)測焦點激發(fā)的雙光子信號隨時間的變化情況,，并進(jìn)行傅里葉變換分析，可以“分解”得到被調(diào)制的每一塊子區(qū)域的“光線”的貢獻(xiàn)信息,，從而可以實現(xiàn)對一半子區(qū)域波前的并行測量,。對另一半子區(qū)域重復(fù)這一測量過程，從而獲得整個入射波前的信息并進(jìn)行校正,。該方法耗時很短,，通常約1~3分鐘左右即可完成像差的測量和校正,，無需復(fù)雜的計算,，適用于任何標(biāo)記密度和標(biāo)記類型的樣品。更重要的是,，得到的像差校正圖案可以用于提高較大視場范圍內(nèi)的成像質(zhì)量,。該方法無疑為在體研究小鼠大腦皮層深層區(qū)域的生物、醫(yī)學(xué)問題提供了可行性方案,。優(yōu)勢來源于其雙光子光源的非線性光學(xué)效應(yīng),。

和很多偉大的科學(xué)發(fā)明一樣，雙光子顯微鏡的出現(xiàn)也有一點偶然,，但正是那瞬間的靈感為生物科學(xué)尤其是神經(jīng)科學(xué)帶來了一種**性的成像技術(shù)：雙光子激發(fā)熒光顯微鏡,。1990年初，當(dāng)WinfriedDenk剛從康奈爾大學(xué)博士畢業(yè)準(zhǔn)備前往瑞士讀博后時,，他看了一本關(guān)于激光掃描顯微鏡的書,，從中了解到非線性光學(xué)效應(yīng)——強光和物質(zhì)的相互作用。當(dāng)時,，Denk有同事研究生物樣品中的鈣離子但苦于沒有強大的紫外激光器和光學(xué)元件,，于是他就想到如果使用雙光子吸收就能夠繞開紫外，換言之,，與其通過一個紫外光子激發(fā)標(biāo)記的鈣離子,，通過兩個雙倍波長的可見光光子也能激發(fā)相同的熒光。雙光子顯微鏡廠家就找滔博生物,。美國激光熒光雙光子顯微鏡的成像視野

雙光子顯微鏡是新型的熒光顯微鏡,，其原理大致是這樣的；進(jìn)口激光熒光雙光子顯微鏡光子探測

2008年錢永健等人由于熒光蛋白（GFP,，綠色熒光蛋白）的發(fā)現(xiàn)和使用,，獲得了諾貝爾化學(xué)獎,，是對熒光成像技術(shù)的一次巨大肯定和推動。光學(xué)成像本身具有高分辨率,、高通量,、非侵入和非毒性等特點，再與熒光蛋白以及熒光染料等標(biāo)記物在細(xì)胞中的定位與表達(dá)技術(shù)相結(jié)合,，使得科學(xué)家可以特異性的分辨生物體乃至細(xì)胞內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)與成分,，并且能夠在生命體和細(xì)胞仍具有活性的狀態(tài)下（狀態(tài)）對其功能進(jìn)行動態(tài)觀察。這就使得熒光成像技術(shù)成為了無可替代的,，生物學(xué)家現(xiàn)今較為重要的技術(shù)手段之一,。目前，大多數(shù)細(xì)胞生物學(xué)和生理學(xué)研究主要還是在離體培養(yǎng)的細(xì)胞體系中研究,。然而與細(xì)胞生物學(xué)研究有所不同的是,，大腦的功能研究的整體性和原位性顯得更加關(guān)鍵：只研究分離的神經(jīng)元無法解釋神經(jīng)系統(tǒng)的功能和規(guī)律。由于被觀測的信號會受到樣本組織的散射和吸收,，根本無法穿透如此深的組織進(jìn)行成像,。而雙光子顯微鏡（Two-photonMicroscopy，簡稱TPM）的發(fā)明,，則為此類研究帶來了希望,。雙光子顯微鏡特有的非線性光學(xué)特性，再加上其工作波長處在紅外區(qū)域等特點,，令其在生物體組織內(nèi)的穿透深度較大提高,，使得雙光子顯微鏡成為神經(jīng)科學(xué)家進(jìn)行神經(jīng)成像較理想的工具。進(jìn)口激光熒光雙光子顯微鏡光子探測