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)的分子的平均壽命大約在10s左右。這時(shí)它不是通過內(nèi)轉(zhuǎn)換的方式來消耗能量,，回到基態(tài)，而是通過發(fā)射出相應(yīng)的光量子來釋放能量,，回到基態(tài)的各個(gè)不同的振動(dòng)能級(jí)時(shí),，就發(fā)射熒光。因?yàn)樵诎l(fā)射熒光以前已經(jīng)有一部分能量被消耗,，所以發(fā)射的熒光的能量要比吸收的能量小,，也就是熒光的特征波長(zhǎng)要比吸收的特征波長(zhǎng)來的長(zhǎng)。高速掃描和高分辨率的完美結(jié)合,，多光子顯微鏡提高樣品處理速度和精度,。美國(guó)布魯克多光子顯微鏡供應(yīng)商

國(guó)內(nèi)顯微鏡制造市場(chǎng)目前斷層嚴(yán)重。目前我國(guó)顯微鏡行業(yè)發(fā)展缺乏技術(shù)沉淀,，20年以上經(jīng)營(yíng)積累的企業(yè)十分稀缺,，深度精密制造、光學(xué)主要部件設(shè)計(jì)及工藝嚴(yán)重制約產(chǎn)業(yè)升級(jí),。目前中國(guó)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(guó)外企業(yè)。國(guó)內(nèi)具備生產(chǎn)顯微鏡能力的企業(yè)屈指可數(shù),，若國(guó)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(yíng)將騰躍至一個(gè)更高的格局,。未來國(guó)產(chǎn)多光子激光掃描顯微鏡替代空間大。目前中國(guó)使用的多光子激光掃描顯微鏡幾乎被徠卡顯微系統(tǒng),、蔡司,、尼康和奧林巴斯壟斷。國(guó)內(nèi)有能力開始生產(chǎn)多光子激光掃描顯微鏡的企業(yè)極少,，若國(guó)內(nèi)能夠制造出高性能,、高可靠性的多光子激光掃描顯微鏡，無異是會(huì)面臨極大的市場(chǎng)機(jī)遇。美國(guó)離體多光子顯微鏡價(jià)格多少高效激發(fā),，長(zhǎng)波長(zhǎng)照射,，多光子顯微鏡提升樣品存活率。

   與傳統(tǒng)的單光子寬場(chǎng)熒光顯微鏡相比,，多光子顯微鏡(MPM)具有光學(xué)切片和深度成像的功能,，極大地促進(jìn)了研究人員對(duì)整個(gè)大腦深部神經(jīng)的認(rèn)識(shí)。2019年,，JeromeLecoq等從腦深部神經(jīng)元成像,、大數(shù)量神經(jīng)元成像、高速神經(jīng)元成像三個(gè)方面討論了相關(guān)的MPM技術(shù),。為了將神經(jīng)元活動(dòng)與復(fù)雜行為聯(lián)系起來,，通常需要對(duì)大腦皮層深處的神經(jīng)元進(jìn)行成像，這就要求MPM具備深度成像的能力,。激發(fā)光和發(fā)射光會(huì)被生物組織高度散射和吸收,，這是限制MPM成像深度的主要因素。雖然增加激光強(qiáng)度可以解決散射問題,，但會(huì)帶來其他問題,，如燒焦樣品、散焦和近表面熒光激發(fā),。增加MPM成像深度的比較好方法是使用更長(zhǎng)的波長(zhǎng)作為激發(fā)光,。另外，對(duì)于雙光子（2P）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（3P）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),。

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,，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,。光子顯微鏡利用光學(xué)透鏡和光學(xué)元件將樣品中的光反射或透射到目鏡中,，從而形成圖像。

Sternand Jean Marx在評(píng)論中說：祖家能夠在更為精細(xì)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(duì)樹突的計(jì)算和神經(jīng)信號(hào)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(dú)特的電,、及其獨(dú)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(shí),，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(shí)后細(xì)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(shí)的細(xì)胞存活率為多光子系統(tǒng)的10～20%,。利用多光子顯微鏡的多點(diǎn)光ji活能力，我們可以研究多個(gè)神經(jīng)細(xì)胞之間的連接和控制,。美國(guó)熒光多光子顯微鏡Ultima Investigator

多光子顯微鏡可以更好的了解神經(jīng)信號(hào)之間復(fù)雜動(dòng)態(tài)的編碼過程,。美國(guó)布魯克多光子顯微鏡供應(yīng)商

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,，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)的方法是非常有必要的,。美國(guó)布魯克多光子顯微鏡供應(yīng)商