雙光子顯微鏡的應(yīng)用由于適合動(dòng)態(tài)成像,，雙光子顯微鏡一經(jīng)問(wèn)世便很快應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué),、遺傳發(fā)育、藥物代謝等領(lǐng)域,。雙光子顯微鏡能夠在細(xì)胞甚至是亞細(xì)胞水平上對(duì)***神經(jīng)細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu),、離子濃度,、細(xì)胞運(yùn)動(dòng),、分子相互作用等進(jìn)行直接成像監(jiān)測(cè),，而且能夠進(jìn)行光裂解、光轉(zhuǎn)染和光損傷等光學(xué)操縱,。同時(shí)，雙光子顯微鏡能動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)**在體內(nèi)的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移,，并可對(duì)**治療過(guò)程中*細(xì)胞的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)和評(píng)估,。隨著光學(xué)技術(shù)、熒光探針技術(shù),、計(jì)算機(jī)成像技術(shù)的發(fā)展,，雙光子顯微技術(shù)會(huì)得到更大提升和更廣的應(yīng)用，未來(lái)不僅用于基礎(chǔ)研究,，也將擴(kuò)展到臨床應(yīng)用,。雙光子顯微鏡有哪些分類呢？進(jìn)口bruker雙光子顯微鏡磷光壽命計(jì)數(shù)

光學(xué)顯微鏡從1590年發(fā)明以來(lái),，不斷發(fā)展,，促進(jìn)生命科學(xué)日新月異的發(fā)現(xiàn)，幫助人類逐層打開(kāi)生命本質(zhì)的大門(mén),。同時(shí),，生命科學(xué)的發(fā)展不斷給光學(xué)顯微鏡提出新的要求，促使成像理論和技術(shù)持續(xù)更新迭代,?？茖W(xué)進(jìn)入21世紀(jì)，人們已經(jīng)不滿足于在體外研究細(xì)胞和組織,，需要能夠更真實(shí)地探索生命,，在體內(nèi)實(shí)時(shí)觀察細(xì)胞的發(fā)生和變化,。此時(shí)，雙光子顯微鏡進(jìn)入了科學(xué)家的視野,。在高光子密度的情況下,，熒光分子可以同時(shí)吸收兩個(gè)長(zhǎng)波長(zhǎng)的光子，然后發(fā)射出一個(gè)波長(zhǎng)較短的光子,，其效果和使用一個(gè)波長(zhǎng)為長(zhǎng)波長(zhǎng)一半的光子去激發(fā)熒光分子是相同的（圖1）,。如煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH），在單光子激發(fā)時(shí),，在波長(zhǎng)為350nm光的激發(fā)下發(fā)出450nm熒光,；而在雙光子激發(fā)時(shí)，可采用700nm的激發(fā)光得到450nm熒光,。進(jìn)口bruker雙光子顯微鏡磷光壽命計(jì)數(shù)雙光子顯微鏡只有焦平面處才能形成雙光子吸收,，而焦平面之外由于光強(qiáng)低無(wú)法被發(fā)動(dòng)，所以雙光子成像更清晰,。

王愛(ài)民副教授結(jié)合工作實(shí)例,，展示了雙光子顯微鏡的研發(fā)與應(yīng)用。歷經(jīng)3年多的協(xié)同奮戰(zhàn),，成功研制新一代高速分辨微型化雙光子熒光顯微鏡,，重量只為2.2克，這一微型顯微鏡獲取了小鼠在自由行為過(guò)程中大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動(dòng)清晰,、穩(wěn)定的圖像,，該顯微鏡適于佩戴在小動(dòng)物頭部，可實(shí)時(shí)記錄數(shù)十個(gè)神經(jīng)元,、上千個(gè)神經(jīng)突觸的動(dòng)態(tài)信號(hào),，在大型動(dòng)物上，還可望實(shí)現(xiàn)多探頭佩戴,、多顱窗不同腦區(qū)的長(zhǎng)時(shí)程觀測(cè),。雙光子顯微成像的在生物醫(yī)學(xué)研究和醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用有較大的應(yīng)用前景，首先雙光子顯微鏡能夠進(jìn)行細(xì)胞和組織結(jié)構(gòu)成像,，在亞微米級(jí)成像,，此功能與目前市場(chǎng)上的共聚焦類顯微鏡性能類似；雙光子顯微成像能夠?qū)崟r(shí),、在體,、原位、無(wú)創(chuàng)地,，根據(jù)不同物質(zhì)組份的光譜特性,，區(qū)分成像；雙光子顯微鏡能夠進(jìn)行生化指標(biāo)成像，在無(wú)造影劑的前提下,，利用自發(fā)熒光,、二次諧波、熒光獲得活細(xì)胞生化信息,。

雙光子之源：飛秒激光雙光子吸收理論早在1931年就由諾獎(jiǎng)得主MariaGoeppertMayer提出,，30年后因?yàn)橛辛思す獠诺玫綄?shí)驗(yàn)驗(yàn)證，但是到WinfriedDenk發(fā)明雙光子顯微鏡又用了將近30年,。要理解雙光子的技術(shù)挑戰(zhàn)和飛秒激光發(fā)揮的重要作用,，首先要了解其中的非線性過(guò)程。雙光子吸收相當(dāng)于和頻產(chǎn)生非線性過(guò)程,，這要求極高的電場(chǎng)強(qiáng)度,，而電場(chǎng)取決于聚焦光斑大小和激光脈寬。聚焦光斑越小,，脈寬越窄,，雙光子吸收效率越高。對(duì)于衍射極限顯微鏡,，聚焦在樣品上的光斑大小只和物鏡NA和激光波長(zhǎng)有關(guān),，所以關(guān)鍵變量只剩下激光脈寬?；谝陨戏治?，能夠以高重頻(100MHz)輸出超短脈沖(100fs量級(jí))的飛秒激光器成了雙光子顯微鏡的標(biāo)準(zhǔn)激發(fā)光源。這也再次說(shuō)明雙光子顯微鏡的優(yōu)勢(shì)：只有焦平面處才能形成雙光子吸收,，而焦平面之外由于光強(qiáng)低無(wú)法被激發(fā),，所以雙光子成像更清晰。這種雙光子顯微鏡的視場(chǎng)是普通顯微鏡的10倍,。

2020年，臨研所,、病理科和科研處邀請(qǐng)北京大學(xué)王愛(ài)民副教授做了題目為“新一代微型雙光子顯微成像系統(tǒng)介紹及其在臨床醫(yī)療診斷”的學(xué)術(shù)報(bào)告,。學(xué)術(shù)報(bào)告由臨研所醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)潘琳老師主持。王愛(ài)民,，北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院副教授,，畢業(yè)于北京大學(xué)物理系，獲學(xué)士,、碩士學(xué)位,，后于英國(guó)巴斯大學(xué)物理系獲博士學(xué)位。該研究組研發(fā)的微型雙光子顯微鏡,，第1次在國(guó)際上獲得了小鼠大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸清晰穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)信號(hào),，該成果獲得了2017年度“中國(guó)光學(xué)進(jìn)展”和“中國(guó)科學(xué)進(jìn)展”，并被NatureMethods評(píng)為2018年度“年度方法--無(wú)限制行為動(dòng)物成像”。目前,，該研究組正在研究新一代雙光子顯微成像技術(shù)在臨床診斷中的應(yīng)用,，為未來(lái)即時(shí)病理、離體組織檢測(cè),、術(shù)中診斷等提供新的影像手段和分析方法,。由于其非侵入性和高分辨率的特點(diǎn)，雙光子顯微鏡成為了研究神經(jīng)科學(xué),、ai癥研究,、免疫學(xué)等領(lǐng)域的重要工具。美國(guó)ultimainvestigator雙光子顯微鏡圖像對(duì)比度

微型雙光子顯微鏡的優(yōu)勢(shì)是,。進(jìn)口bruker雙光子顯微鏡磷光壽命計(jì)數(shù)

雙光子顯微鏡是結(jié)合了激光掃描共聚焦顯微鏡和雙光子激發(fā)技術(shù)的一種新技術(shù),。雙光子激發(fā)的基本原理是：在高光子密度的情況下，熒光分子可以同時(shí)吸收2個(gè)長(zhǎng)波長(zhǎng)的光子,，在經(jīng)過(guò)一個(gè)很短的所謂激發(fā)態(tài)壽命的時(shí)間后,，發(fā)射出一個(gè)波長(zhǎng)較短的光子；其效果和使用一個(gè)波長(zhǎng)為長(zhǎng)波長(zhǎng)一半的光子去激發(fā)熒光分子是相同的,。雙（多）光子成像優(yōu)勢(shì)在于,，具有更深的組織穿透深度，利用紅外光,，能夠在層面檢測(cè)極限達(dá)1mm的組織區(qū)域,；因信號(hào)背景比高，而具有更高的對(duì)比度,；因激發(fā)體積小,，具有定點(diǎn)激發(fā)的特性，具有更少的光毒性,；激發(fā)波長(zhǎng)由紫外,、可見(jiàn)光調(diào)整為紅外激發(fā)，能夠更加安全,。進(jìn)口bruker雙光子顯微鏡磷光壽命計(jì)數(shù)