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(guò)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(guò)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(guò)程中的作用具有重要的意義,。在其它一些生理過(guò)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)生很的變化,。高精度,，低光損，多光子顯微鏡為科研提供準(zhǔn)確依據(jù),。飛秒激光多光子顯微鏡作用

   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(lái)，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(wèn)題,，但會(huì)帶來(lái)其他問(wèn)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(wèn)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)。美國(guó)嚙齒類(lèi)多光子顯微鏡原理多光子顯微鏡在生物醫(yī)學(xué)研究中有廣泛的應(yīng)用,，可以觀察細(xì)胞內(nèi)的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu),、蛋白質(zhì)分布、細(xì)胞活動(dòng)等,。

光學(xué)成像技術(shù)與分子生物學(xué)技術(shù)的結(jié)合為研究上述科學(xué)問(wèn)題提供了條件與可能,。因此，在現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上,，急需發(fā)展新的成像技術(shù),。在動(dòng)物體內(nèi)，如何實(shí)現(xiàn)基因表達(dá)及蛋白質(zhì)之間相五作用的實(shí)時(shí)在體成像監(jiān)測(cè)是當(dāng)前迫切需要解決的重大科學(xué)技術(shù)問(wèn)題,。這是也生物學(xué),、信息科學(xué)（光學(xué)）和基礎(chǔ)臨床醫(yī)學(xué)等學(xué)科共同感興趣的重大問(wèn)題。對(duì)這-一一科學(xué)問(wèn)題的研究不僅有助于闡明生命活動(dòng)的基本規(guī)律,、認(rèn)識(shí)疾病的發(fā)展規(guī)律,，而且對(duì)創(chuàng)新藥物研究,、藥物療效評(píng)價(jià)以及發(fā)展疾病早期診斷技術(shù)等產(chǎn)生重大影響。

多束掃描技術(shù)可以同時(shí)對(duì)神經(jīng)元組織的不同位置進(jìn)行成像,。該技術(shù):對(duì)于兩個(gè)遠(yuǎn)程成像位置(相距1-2mm以上),，通常采用兩個(gè)**的路徑進(jìn)行成像；對(duì)于相鄰區(qū)域,，通常使用單個(gè)物鏡的多個(gè)光束進(jìn)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(guò)事后光源分離或時(shí)空復(fù)用來(lái)解決,。事后光源分離法是指分離光束以消除串?dāng)_的算法,；時(shí)空復(fù)用法是指同時(shí)使用多個(gè)激發(fā)光束，每個(gè)光束的脈沖在時(shí)間上被延遲,，使不同光束激發(fā)的單個(gè)熒光信號(hào)可以暫時(shí)分離,。引入的光束越多，可以成像的神經(jīng)元越多,，但多束會(huì)導(dǎo)致熒光衰減時(shí)間重疊增加,，從而限制了分辨信號(hào)源的能力,；并且復(fù)用對(duì)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(lái)維持單束的信噪比，這樣容易導(dǎo)致組織損傷,。突破光學(xué)成像技術(shù)的限制,，多光子顯微鏡為科研工作提供新思路。

    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(guò)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,。 融合光譜技術(shù)，多光子顯微鏡實(shí)現(xiàn)更豐富的生物組織信息獲取,。美國(guó)清醒動(dòng)物多光子顯微鏡配置

多光子顯微鏡,，實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)、實(shí)時(shí),、動(dòng)態(tài)的生物組織觀測(cè),。飛秒激光多光子顯微鏡作用

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(guò)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,。飛秒激光多光子顯微鏡作用