雙光子技術(shù)在醫(yī)療診斷應(yīng)用中具有巨大的潛力，該領(lǐng)域還未形成標準和體系,，還仍需要系統(tǒng)的醫(yī)學研究與龐大的醫(yī)療數(shù)據(jù)加以支撐,，通過研究人體基于多光子成像技術(shù)，進行細胞結(jié)構(gòu),、生化成分,、微環(huán)境、組織形態(tài),、代謝功能的影響信息,，找到與疾病的細胞學,、分子生物學、組織病理學,、診斷和特征的關(guān)聯(lián)關(guān)系,，共同探究生理病理基礎(chǔ)和分子細胞生物學機制，篩選鑒定,、皮膚病,、自身免疫病及其他疑難疾病的診斷及鑒別診斷依據(jù)，建立全新的多光子細胞診斷的完整數(shù)據(jù)庫,，定義出針對不同疾病的多光子臨床檢測設(shè)備的產(chǎn)品標準,。討論環(huán)節(jié)，來自病理科,、呼吸中心,、心臟科、神經(jīng)科,、皮膚科及研究所的多位醫(yī)師及研究人員紛紛結(jié)合各自的工作領(lǐng)域與王愛民副教授展開了熱烈的討論,，其中毛發(fā)中心楊頂權(quán)主任計劃再次邀請王愛民副教授進行學術(shù)交流。通過本次學術(shù)交流,，病理科與研究所分別與王愛民副教授課題組達成了初步的合作意向,。這種雙光子顯微鏡的視場是普通顯微鏡的10倍。國內(nèi)激光熒光雙光子顯微鏡代理商

隨著技術(shù)的發(fā)展,，雙光子顯微鏡的性能得到不斷地優(yōu)化,，結(jié)合它的特點，大致可以分成深和活兩個方面的提升,。深要想讓激發(fā)激光進入更深的層面,，大致可從兩個方面入手，裝置優(yōu)化與標本改造,。關(guān)于裝置優(yōu)化,，我們可以把激光束變得更細，使能量更加集中,，就能讓激光穿透更深,。關(guān)于標本，其中影響光傳播的主要是物質(zhì)吸收和散射,，解決這個問題,，我們需要對樣本進行透明化處理。一種方法是運用某種物質(zhì)將標本浸泡,，使其中的物質(zhì)（主要是脂質(zhì)）被破壞或溶解,。另一種方法是運用電泳將脂質(zhì)電解，讓標本“透明度”提高,。高光子密度帶來的高能量容易損傷細胞,，所以雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖激光器,。這種激光器發(fā)出的激光具有很高的峰值能量和很低的平均能量，其脈沖達到最大值所持續(xù)的周期只有十萬億分之一秒,，而其頻率可以達到80至100兆赫,，這樣即能達到雙光子激發(fā)的高光子密度要求，又能不損傷細胞,，使掃描能更好地進行。進口雙光子顯微鏡ultima如果已經(jīng)有了飛秒光,，就可以幾套雙光子顯微鏡共享一臺,，只需分光即可。

基因編碼的熒光探針可用于在突觸和細胞分辨率下監(jiān)測體內(nèi)神經(jīng)元信號,，這是揭示動物神經(jīng)活動復(fù)雜機制的關(guān)鍵,。雙光子顯微鏡(2PM)可以對鈣離子傳感器和谷氨酸傳感器進行亞細胞分辨率的成像，從而測量不透明腦深部的活動,。成像膜的電壓變化可以直接反映神經(jīng)元的活動,，但神經(jīng)元活動的速度對于常規(guī)的2PM來說太快了。目前,，電壓成像主要由寬視場顯微鏡實現(xiàn),，但其空間分辨率較差，且只能在淺深度成像,。因此,，為了以高空間分辨率成像不透明腦中膜電壓的變化，需要將成像速率提高2PM,。面向模塊輸出端的子脈沖序列可視為從虛擬光源陣列發(fā)出的光,，這些子脈沖在中繼到顯微鏡物鏡后形成空間分離和時間延遲的聚焦陣列。然后,，該模塊被集成到一個帶有高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的標準雙光子熒光顯微鏡中,，如圖2所示。光源是重復(fù)頻率為1MHz的920nm激光器,。FACED模塊可以產(chǎn)生80個脈沖焦點,，脈沖時間間隔為2ns。這些焦點是虛擬源的圖像,。虛光源越遠,，物鏡處的光束尺寸越大，焦點越小,。光束可以沿Y軸比沿X軸更好地填充物鏡,，從而在X軸上產(chǎn)生0.82m和0.35m的橫向分辨率。

雙光子熒光顯微鏡是結(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,，熒光分子可以同時吸收2個長波長的光子,，在經(jīng)過一個很短激發(fā)態(tài)后，發(fā)射出一個波長較短的光子;其效果和使用一個波長為長波長一半的光子去激發(fā)熒光分子是相同的,。因其光損傷小,、使得觀察熒光細胞成為可能。中國醫(yī)學科學院醫(yī)學實驗動物研究所-雙光子顯微鏡成像平臺借助于雙光子顯微鏡成像技術(shù)及不同轉(zhuǎn)基因小鼠開展對多種臟器的成像研究,。以小鼠顱內(nèi)成像為優(yōu)勢,，可觀察小鼠顱內(nèi)神經(jīng)細胞、小膠質(zhì)細胞/巨噬細胞,、周細胞,、血管、轉(zhuǎn)移瘤細胞,、膠質(zhì)瘤細胞等的變化情況,，在**學、神經(jīng)生物學,、發(fā)育生物學,、神經(jīng)退行性疾病等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。小鼠其它組織臟器,，如脾,、顱骨、股骨,、胸骨等也可借助本平臺進行成像研究,。雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖器。

首先,，雙光子成像采用波長范圍約在700~1000 nm的近紅外光激發(fā),，在組織中的散射系數(shù)較小，穿透性很好,，因此非常適合厚樣本的觀察,。同時，由于是近紅外光激發(fā),，也能避免樣品中激發(fā)波長較短的自發(fā)熒光物質(zhì)的干擾,，可獲得較強的熒光信號（如下圖）。所以雙光子成像具有較深的穿透力和較小的光毒性,。通常在活物腦組織中雙光子顯微鏡有效成像深度可達200~500 μm,，能夠較好地進行三維成像。雙光子成像的另一大優(yōu)勢在于精確的空間點聚焦性,。一般條件下,，物質(zhì)只會被單光子激發(fā)，只有在光子密度足夠高的情況下，物質(zhì)才會吸收兩個光子從而被激發(fā),，所以,，雙光子只會在光子密度蕞高的物鏡焦點附近發(fā)生，很少產(chǎn)生焦平面外的雜散光（如下圖）,。這種性質(zhì)既提高了成像質(zhì)量,，也降低了樣本的光漂白、光損傷區(qū)域,?；谶@些優(yōu)勢，使得雙光子顯微鏡非常適合對活細胞,、活組織進行長時間在體成像,。雙光子顯微鏡還可以對一些具有雙光子特性的染料細胞進行特定實驗；激光雙光子顯微鏡掃描深度

雙光子顯微鏡有這么多優(yōu)點,，那么雙光子顯微鏡有哪些應(yīng)用呢？國內(nèi)激光熒光雙光子顯微鏡代理商

2020年,，臨研所,、病理科和科研處邀請北京大學王愛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”的學術(shù)報告。學術(shù)報告由臨研所醫(yī)學實驗研究平臺潘琳老師主持,。王愛民,，北京大學信息科學技術(shù)學院副教授，畢業(yè)于北京大學物理系,，獲學士,、碩士學位，后于英國巴斯大學物理系獲博士學位,。該研究組研發(fā)的微型雙光子顯微鏡,，第1次在國際上獲得了小鼠大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸清晰穩(wěn)定的動態(tài)信號，該成果獲得了2017年度“中國光學進展”和“中國科學進展”,，并被NatureMethods評為2018年度“年度方法--無限制行為動物成像”,。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,，為未來即時病理,、離體組織檢測、術(shù)中診斷等提供新的影像手段和分析方法,。國內(nèi)激光熒光雙光子顯微鏡代理商