在生物成像中,，我司多光子顯微鏡具有清（清晰）,，快（快速）,，深（深層）,，活這四個(gè)方面,。結(jié)合了多光子上轉(zhuǎn)化材料以及時(shí)間編碼的結(jié)構(gòu)光超分辨技術(shù),，實(shí)現(xiàn)了快速（50MHz的掃描速度）,，超分辨（超衍射極限）成像,。作為一種新的高速,，超高分辨率的成像系統(tǒng),，MUTE-SIM可以幫助我們對(duì)快速運(yùn)動(dòng)的生物圖像進(jìn)行分辨率高的成像。盡管關(guān)于深度成像的應(yīng)用我們沒有進(jìn)一步展示,，但是結(jié)合1560nm近紅外光相對(duì)于可見光更佳的穿透性,，我們相信該技術(shù)將有利于對(duì)生物組織進(jìn)行高速，超分辨,，高深度地成像,，有助于生物影像學(xué)的發(fā)展。滔博生物TOP-Bright是一家集研發(fā),，生產(chǎn),，銷售于一體的專注于神經(jīng)科學(xué)產(chǎn)品及致力于向高校、科研機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域提供實(shí)驗(yàn)室一體化方案的高科技企業(yè),。業(yè)務(wù)服務(wù)范圍已遍布至全國各地幾百家實(shí)驗(yàn)室,。目前公司主營產(chǎn)品是享譽(yù)全球的國際品牌和產(chǎn)品,這些儀器設(shè)備都是科學(xué)研究所必備且不可替代的基礎(chǔ)儀器。 未來國產(chǎn)多光子激光掃描顯微鏡替代空間大,。在體多光子顯微鏡作用

    基于多光子顯微鏡的神經(jīng)成像技術(shù)原理：多光子顯微鏡可用于深度成像和三維成像,，因此可用于拍攝不透明的厚樣品。目前主要使用的多光子顯微鏡包括雙光子顯微鏡和三光子顯微鏡,。雙光子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與共焦類似,，區(qū)別在于：1)雙光子顯微鏡的激發(fā)光波長比共焦長，能量較低,，但穿透能力較強(qiáng),；2)雙光子顯微鏡沒有小孔，提高了檢測(cè)效率,；3)雙光子顯微鏡成像深度較快提高,。那么，為什么雙光子能具有共焦顯微鏡所沒有的優(yōu)勢(shì)呢？原因是它采用雙光子激發(fā)方式,。使用波長較長的激發(fā)光子,，光子的能量較低,，因此電子需要吸收兩個(gè)這樣的激發(fā)光子才能達(dá)到激發(fā)態(tài),，從而釋放出一個(gè)熒光光子。因此,，熒光信號(hào)的強(qiáng)度與光強(qiáng)的平方成正比,。因?yàn)榻裹c(diǎn)處的光強(qiáng)較大，只能在焦點(diǎn)處激發(fā)熒光,。波長越長,，穿透力越強(qiáng)，因此雙光子顯微鏡的成像深度大于共焦顯微鏡,。由于兩個(gè)光子只在焦點(diǎn)激發(fā)熒光,，不需要小孔，而是將所有的熒光都收集起來,，提高了檢測(cè)效率,。三光子顯微鏡的原理類似于雙光子顯微鏡，利用三個(gè)激發(fā)光子可以實(shí)現(xiàn)更深的成像深度,。由于使用了更長的激發(fā)波長,，穿透能力更強(qiáng)，成像深度更大,。此外,，由于較強(qiáng)的非線性效應(yīng)，熒光信號(hào)的強(qiáng)度與光強(qiáng)的立方成正比,，因此比雙光子具有更低的非聚焦激發(fā)和背景噪聲,。 bruker多光子顯微鏡峰值功率密度多光子顯微鏡適用于動(dòng)物大腦皮層深層（400微米）細(xì)胞的形態(tài)、生理學(xué)研究,。

世界多光子激光掃描顯微鏡產(chǎn)業(yè)主要布局在德國和日本,，德國是以徠卡顯微系統(tǒng)和蔡司為，而日本以尼康和奧林巴斯公司為,，2020年,，上述企業(yè)占據(jù)著世界多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng) 64.44%的市場(chǎng)份額，其發(fā)展戰(zhàn)略左右著多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)的走向,。目前世界市場(chǎng)對(duì)多光子激光掃描顯微鏡的需求在增長,，中國市場(chǎng)這方面的需求增長更快，未來五年多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)的發(fā)展在中國將具有很大的發(fā)展?jié)摿?。國?nèi)顯微鏡制造市場(chǎng)目前斷層嚴(yán)重,。目前我國顯微鏡行業(yè)發(fā)展缺乏技術(shù)沉淀，20 年以上經(jīng)營積累的企業(yè)十分稀缺，深度精密制造,、光學(xué)重要部件設(shè)計(jì)及工藝嚴(yán)重制約產(chǎn)業(yè)升級(jí),。目前中國顯微鏡中如多光子顯微鏡、共聚焦掃描和電子顯微鏡等主要集中在徠卡顯微系統(tǒng),、蔡司,、尼康、奧林巴斯等國外企業(yè),。國內(nèi)具備生產(chǎn)顯微鏡能力的企業(yè)屈指可數(shù),，若國內(nèi)顯微鏡企業(yè)能打破技術(shù)壁壘，切入顯微鏡市場(chǎng),，企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營將騰躍至一個(gè)更高的格局,。

與傳統(tǒng)的單光子寬視野熒光顯微鏡相比，多光子顯微鏡（MPM）具有光學(xué)切片和深層成像等功能,，這兩個(gè)優(yōu)勢(shì)極大地促進(jìn)了研究者們對(duì)于完整大腦深處神經(jīng)的了解與認(rèn)識(shí),。2019年，JeromeLecoq等人從大腦深處的神經(jīng)元成像,、大量神經(jīng)元成像,、高速神經(jīng)元成像這三個(gè)方面論述了相關(guān)的MPM技術(shù)[1]。想要將神經(jīng)元活動(dòng)與復(fù)雜行為聯(lián)系起來,，通常需要對(duì)大腦皮質(zhì)深層的神經(jīng)元進(jìn)行成像,，這就要求MPM具有深層成像的能力。激發(fā)和發(fā)射光會(huì)被生物組織高度散射和吸收是限制MPM成像深度的主要因素,，雖然可以通過增加激光強(qiáng)度來解決散射問題,，但這會(huì)帶來其他問題，例如燒壞樣品,、離焦和近表面熒光激發(fā),。增加MPM成像深度比較好的方法是用更長的波長作為激發(fā)光。多光子顯微鏡在基礎(chǔ)科學(xué)和臨床診斷領(lǐng)域的應(yīng)用范圍正在持續(xù)增長,。

針對(duì)雙光子熒光顯微鏡的特點(diǎn),，從理論上分析雙光子成像特點(diǎn)，并搭建一套時(shí)間,、空間分辨率高,，能實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài),、多參數(shù)測(cè)量的雙光子熒光顯微鏡系統(tǒng),。具體系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)∶（1）能對(duì)不同染料的雙光子熒光進(jìn)行探測(cè);（2）用特定染料對(duì)樣品標(biāo)記以后，能實(shí)現(xiàn)雙光子熒光的三維成像;（3）通過實(shí)驗(yàn)的研究,，改進(jìn)雙光子熒光顯微成像系統(tǒng);（4）在保證成像質(zhì)量的前提下,，簡化整個(gè)系統(tǒng),，使得實(shí)驗(yàn)操作方便、安全,。單光子激發(fā)熒光的過程,，就是熒光分子吸收一個(gè)光子，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),，躍遷以后,，能量較大的激發(fā)態(tài)分子，通過內(nèi)轉(zhuǎn)換把部分能量轉(zhuǎn)移給周圍的分子,，自己回到比較低電子激發(fā)態(tài)的比較低振動(dòng)能級(jí),。處于比較低電子激發(fā)態(tài)的比較低振動(dòng)能級(jí)像在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)成像研究中顯示了較大的優(yōu)勢(shì),。而在顯微成像中,，雙光子熒光顯微鏡憑其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)，成為研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能檢測(cè)的重要工具,。多光子顯微鏡將生物打印結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確定位和定向到特定的解剖部位,，使其能夠在小鼠組織內(nèi)制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)。熒光多光子顯微鏡成像區(qū)域

多光子顯微鏡市場(chǎng)集中,，由于投產(chǎn)生產(chǎn)的成本較高,，技術(shù)難度大，目前涌現(xiàn)的新企業(yè)不多,。在體多光子顯微鏡作用

對(duì)于雙光子成像而言,，離焦和近表面熒光激發(fā)是兩個(gè)比較大的深度限制因素，而對(duì)于三光子成像這兩個(gè)問題大大減小,，但是三光子成像由于熒光團(tuán)的吸收截面比2P要小得多,，所以需要更高數(shù)量級(jí)的脈沖能量才能獲得與2P激發(fā)的相同強(qiáng)度的熒光信號(hào)。功能性3P顯微鏡比結(jié)構(gòu)性3P顯微鏡的要求更高,，它需要更快速的掃描,，以便及時(shí)采樣神經(jīng)元活動(dòng)；需要更高的脈沖能量,，以便在每個(gè)像素停留時(shí)間內(nèi)收集足夠的信號(hào),。復(fù)雜的行為通常涉及到大型的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)既具有局部的連接又具有遠(yuǎn)程的連接,。要想將神經(jīng)元活動(dòng)與行為聯(lián)系起來,，需要同時(shí)監(jiān)控非常龐大且分布普遍的神經(jīng)元的活動(dòng)，大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)在幾十毫秒內(nèi)處理傳入的刺激,，要想了解這種快速的神經(jīng)元?jiǎng)恿W(xué),，就需要MPM具備對(duì)神經(jīng)元進(jìn)行快速成像的能力?？焖費(fèi)PM方法可分為單束掃描技術(shù)和多束掃描技術(shù),。在體多光子顯微鏡作用