多束掃描技術(shù)可以同時對神經(jīng)元組織的不同位置進行成像。該技術(shù):對于兩個遠程成像位置(相距1-2mm以上),，通常采用兩個**的路徑進行成像,；對于相鄰區(qū)域，通常使用單個物鏡的多個光束進行成像,。多光束掃描技術(shù)必須特別注意激發(fā)光束之間的串?dāng)_,，這可以通過事后光源分離或時空復(fù)用來解決。事后光源分離法是指分離光束以消除串?dāng)_的算法,；時空復(fù)用法是指同時使用多個激發(fā)光束,，每個光束的脈沖在時間上被延遲,，使不同光束激發(fā)的單個熒光信號可以暫時分離,。引入的光束越多，可以成像的神經(jīng)元越多,，但多束會導(dǎo)致熒光衰減時間重疊增加,，從而限制了分辨信號源的能力；并且復(fù)用對電子設(shè)備的工作速度要求很高,；大量的光束也需要較高的激光功率來維持單束的信噪比,，這樣容易導(dǎo)致組織損傷。多光子顯微鏡,，提高醫(yī)學(xué)病理診斷的準(zhǔn)確性和效率,。美國高速高分辨率多光子顯微鏡能量脈沖

Sternand Jean Marx在評論中說：祖家能夠在更為精細的層次研究樹突的功能，這在以前是完全不可能的,。新的技術(shù)（如腦片的膜片鉗和雙光子顯微使人們對樹突的計算和神經(jīng)信號處理中的作用有了更好的理解,。他們解釋了是樹突模式和形狀多樣性，及其獨特的電,、及其獨特的電化學(xué)特征使神經(jīng)元完成了一系列的專門任務(wù),。雙光子與共聚焦在發(fā)育生物學(xué)中的應(yīng)用雙光子∶每2.5分鐘掃描一次，觀察24小時,，發(fā)育到桑椹胚和胚泡階段共聚焦∶每15分鐘掃描一次,，觀察8小時后細胞分裂停止，不能發(fā)育到桑椹胚和胚泡階段共聚焦激發(fā)時的細胞存活率為多光子系統(tǒng)的10～20%,。Ultima Investigator多光子顯微鏡層析成像高效激發(fā),，長波長照射,，多光子顯微鏡提升樣品存活率。

根據(jù)阿貝成像原理,，許多光學(xué)成像系統(tǒng)是一個低通濾波器,，物平面包含從低頻到高頻的信息，透鏡口徑會限制高頻信息通過,，只允許一定的低頻通過,，因此丟失了高頻信息會使成像所得圖像的細節(jié)變模糊，降低分辨率,。對于三維成像來說,，寬場照明時得到的信息不僅包含物鏡焦平面上樣品的部分信息，同時還包含焦平面外的樣品信息,。由于受到焦平面外的信息干擾,，常規(guī)熒光顯微鏡無法獲得層析圖像。三維結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡能夠提高分辨率,、獲得層析圖像,，是因為利用特定結(jié)構(gòu)的照明光能引入樣品的高頻信息，當(dāng)結(jié)構(gòu)光的空間頻率足夠高時,，只有靠近焦面的部分才能被結(jié)構(gòu)光調(diào)制,，超出這一區(qū)域，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蛘彰?，也就是只有焦面附近的有限區(qū)域具有相對完整的頻譜信息,，離焦后，高頻信息迅速衰減,，所以使用高頻結(jié)構(gòu)光照明可以區(qū)分焦面和離焦區(qū)域來獲得層析圖像,。然后再通過軸向掃描可以獲取樣品不同深度的焦面圖像，重建樣品的三維結(jié)構(gòu),。

當(dāng)細胞受到外界刺激時,，隨著刺激時間的增加，即使繼續(xù)刺激,，Ca2+熒光信號也不會繼續(xù)增強,，反而會減弱，直至恢復(fù)到無刺激時的水平,。對于細胞受精過程中Ca2+熒光信號的變化,，發(fā)現(xiàn)粘附過程中Ca2+熒光信號沒有變化，但當(dāng)配子融合時,，Ca2+熒光信號強度出現(xiàn)一個不穩(wěn)定的峰值,，持續(xù)數(shù)分鐘。這些現(xiàn)象對于研究受精發(fā)育的早期信號以及Ca2+在卵子和受精卵發(fā)育中的作用具有重要意義。在其他生理過程中,，如細胞分裂和胞吐,，Ca2+熒光信號的強度也會發(fā)生很大的變化。多光子顯微鏡是一款針對厚樣本進行深層成像的利器,特別是在實驗中,。

現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和科技的進步,，特別是隨著后基因組時代的到來，人們已經(jīng)能夠根據(jù)需要建立各種細胞模型,，為在體研究基因表達規(guī)律,、分子間的相互作用、細胞的增殖,、細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo),、誘導(dǎo)分化、細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)對基因表達和蛋白質(zhì)之間的相互作用進行了深入,、細致的研究,，但仍然不能實現(xiàn)對蛋白質(zhì)和基因活動的實時、動態(tài)監(jiān)測,。在細胞的生理過程中,，基因、尤其是蛋白質(zhì)的表達,、修飾和相萬作用往往發(fā)生可逆的,、動態(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,，但獲取這些信息對與研究基因的表達和蛋白質(zhì)之間的相互作用又至關(guān)重要。因此,，發(fā)展能用于,、動態(tài)、實時,、連續(xù)監(jiān)測蛋白質(zhì)和基因活動的方法是非常必要的,。多光子顯微鏡是一種用于生物學(xué)領(lǐng)域的分析儀器。模塊化多光子顯微鏡應(yīng)用

突破傳統(tǒng)光學(xué)成像極限,，多光子顯微鏡適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境,。美國高速高分辨率多光子顯微鏡能量脈沖

快速光柵掃描有多種實現(xiàn)方式，使用振鏡進行快速2D掃描,，將振鏡和可調(diào)電動透鏡結(jié)合在一起進行快速3D掃描,，但可調(diào)電動透鏡由于機械慣性的限制在軸向無法快速進行焦點切換，影響成像速度,，現(xiàn)可使用空間光調(diào)制器（SLM）代替,。遠程聚焦也是一種實現(xiàn)3D成像的手段,。在LSU模塊中，掃描振鏡進行橫向掃描,，ASU模塊包括物鏡L1和反射鏡M,，通過調(diào)控M的位置實現(xiàn)軸向掃描。該技術(shù)不僅可以校正主物鏡L2引入的光學(xué)像差,，還可以進行快速的軸向掃描,。想要獲得更多神經(jīng)元成像，可以通過調(diào)整顯微鏡的物鏡設(shè)計來擴大FOV,，但是具有大NA和大FOV的物鏡通常重量較大,，無法快速移動以進行快速軸向掃描，因此大型FOV系統(tǒng)依賴于遠程聚焦,、SLM和可調(diào)電動透鏡,。美國高速高分辨率多光子顯微鏡能量脈沖