現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和科技的進(jìn)步,，特別是隨著后基因組時(shí)代的到來(lái)，人們已經(jīng)能夠根據(jù)需要建立各種細(xì)胞模型,，為在體研究基因表達(dá)規(guī)律,、分子間的相互作用,、細(xì)胞的增殖、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),、誘導(dǎo)分化,、細(xì)胞凋亡以及新的血管生成等提供了良好的生物學(xué)條件。然而,，盡管人們利用現(xiàn)有的分子生物學(xué)方法,，已經(jīng)對(duì)基因表達(dá)和蛋白質(zhì)之間的相互作用進(jìn)行了深入、細(xì)致的研究,，但仍然不能實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)和基因活動(dòng)的實(shí)時(shí),、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。在細(xì)胞的生理過程中,，基因,、尤其是蛋白質(zhì)的表達(dá)、修飾和相萬(wàn)作用往往發(fā)生可逆的,、動(dòng)態(tài)的變化,。目前的分子生物學(xué)方法還不能捕獲到蛋白質(zhì)和基因的這些變化，但獲取這些信息對(duì)與研究基因的表達(dá)和蛋白質(zhì)之間的相互作用又至關(guān)重要,。因此,，發(fā)展能用于、動(dòng)態(tài),、實(shí)時(shí),、連續(xù)監(jiān)測(cè)蛋白質(zhì)和基因活動(dòng)的方法非常必要。OCT可以用于損傷修復(fù)監(jiān)測(cè),。Yeh等用OCT,、多光子顯微鏡。多光子顯微鏡峰值功率密度

細(xì)胞在受到外界刺激時(shí),，隨著刺激時(shí)間的增長(zhǎng),，即使刺激繼續(xù)存在，Ca2+熒光信號(hào)不但不會(huì)繼續(xù)增強(qiáng),，反而會(huì)減弱,，直至恢復(fù)到未加刺激物時(shí)的水平。對(duì)于細(xì)胞受精過程中Ca2+熒光信號(hào)的變化情況,，研究發(fā)現(xiàn),，配了在粘著過程中，Ca2+熒光信號(hào)未發(fā)生任何變化,，而配子之間發(fā)生融合作用時(shí),，Ca2+熒光信號(hào)強(qiáng)度卻會(huì)出現(xiàn)一個(gè)不穩(wěn)定的峰值，并可持續(xù)幾分鐘,。這些現(xiàn)象,，對(duì)研究受精發(fā)育的早期信號(hào)及Ca2+在卵細(xì)胞和受精卵的發(fā)育過程中的作用具有重要的意義,。在其它一些生理過程如細(xì)胞分裂、胞吐作用等,，Ca2+熒光信號(hào)強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生很強(qiáng)的變化,。靈長(zhǎng)類多光子顯微鏡多光子激發(fā)從產(chǎn)品類型及技術(shù)方面來(lái)看，正置顯微鏡占據(jù)絕大多數(shù)市場(chǎng),。

雙光子熒光顯微成像主要有以下優(yōu)點(diǎn):a.光損傷小:雙光子熒光顯微以可見光或近紅外光為激發(fā)光,，對(duì)細(xì)胞和組織的光損傷小，適合長(zhǎng)期研究,；b.穿透力強(qiáng):與紫外光,、可見光或近紅外光相比，穿透力強(qiáng),，可用于生物樣品的深入研究,；c.高分辨率:由于雙光子吸收截面很小P，熒光只能在焦平面很小的區(qū)域激發(fā),，雙光子吸收被限制在焦點(diǎn)λ左右的體積內(nèi),；d.漂白區(qū)域很小，焦點(diǎn)外不發(fā)生漂白,。E.高熒光收集率與共焦成像相比,，雙光子成像不需要濾光片，提高了熒光收集率,。采集效率的提高直接導(dǎo)致圖像對(duì)比度的提高,。F.對(duì)探測(cè)光路要求低。由于激發(fā)光和發(fā)射熒光的波長(zhǎng)差越來(lái)越大,，加上自發(fā)三維濾波效應(yīng)，多光子顯微鏡對(duì)光路采集系統(tǒng)的要求遠(yuǎn)低于單光子共焦顯微鏡,，光學(xué)系統(tǒng)也相對(duì)簡(jiǎn)單,。G.適用于多標(biāo)簽復(fù)合測(cè)量許多染料熒光探針的多光子激發(fā)光譜比單光子激發(fā)光譜更寬，從而可以用單一波長(zhǎng)的激發(fā)光同時(shí)激發(fā)多種染料,，獲得同一生命現(xiàn)象的不同信息,，便于相互比較和補(bǔ)充。

從產(chǎn)品類型及技術(shù)方面來(lái)看,，正置顯微鏡占據(jù)絕大多數(shù)市場(chǎng),。2020年，全球多光子激光掃描正置顯微鏡市場(chǎng)達(dá)到87.30百萬(wàn)美元,，預(yù)計(jì)到2027年該部分市場(chǎng)將達(dá)到154.02百萬(wàn)美元,，年復(fù)合增長(zhǎng)率（2021-2027）為8.48%。中國(guó)多光子激光掃描正置顯微鏡市場(chǎng)達(dá)到13.32百萬(wàn)美元,，預(yù)計(jì)到2027年該部分市場(chǎng)將達(dá)到25.21百萬(wàn)美元,，年復(fù)合增長(zhǎng)率（2021-2027）為9.58%,。從產(chǎn)品市場(chǎng)應(yīng)用情況來(lái)看，研究機(jī)構(gòu)為主要應(yīng)用領(lǐng)域,，2020年約占全球市場(chǎng)46.28%,。2020年，全球多光子激光掃描顯微鏡研究機(jī)構(gòu)應(yīng)用消費(fèi)量為174臺(tái),，預(yù)計(jì)2027年達(dá)到349臺(tái),，2021-2027年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為9.72%。1990年A.Mayer在Science上刊文展示了雙光子激光掃描熒光顯微鏡,。

與傳統(tǒng)的單光子寬視野熒光顯微鏡相比,，多光子顯微鏡具有光學(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),。想要將神經(jīng)元活動(dòng)與復(fù)雜行為聯(lián)系起來(lái)，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(lái)解決散射問題,，但這會(huì)帶來(lái)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(zhǎng)的波長(zhǎng)作為激發(fā)光,。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),。美國(guó)全自動(dòng)多光子顯微鏡成像精度

中國(guó)市場(chǎng)多光子顯微鏡進(jìn)出口貿(mào)易趨勢(shì),。多光子顯微鏡峰值功率密度

比較兩表格中的相關(guān)參數(shù)可以看出，基于分子光學(xué)標(biāo)記的成像技術(shù)已經(jīng)在生物活檢和基因表達(dá)規(guī)律方面展示了較大的優(yōu)勢(shì),。例如,，正電子發(fā)射斷層成像（PET）可實(shí)現(xiàn)對(duì)分子代謝的成像，空間分辨率∶1-2mm,，時(shí)間分辨率;分鐘量級(jí),。與PET比較，光學(xué)成像的應(yīng)用場(chǎng)合更廣（可測(cè)量更多的參數(shù),，請(qǐng)參見表1-1）,，且具有更高的時(shí)間分辨率（秒級(jí)），空間分辨率可達(dá)到微米。因此,，二者相比,，雖然光學(xué)成像在測(cè)量深度方面不及PET，但在測(cè)量參數(shù)種類與時(shí)空分辨率方面有一定優(yōu)勢(shì),。對(duì)于小動(dòng)物（如小白鼠）研究來(lái)說,，光學(xué)成像技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)小動(dòng)物整體成像和在體基因表達(dá)成像。例如,，初步研究表明,，熒光介導(dǎo)層析成像可達(dá)到近10cm的測(cè)量深度;基于多光子激發(fā)的顯微成像技術(shù)可望實(shí)現(xiàn)小鼠體內(nèi)基因表達(dá)的實(shí)時(shí)在體成像。多光子顯微鏡峰值功率密度

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