許多生物醫(yī)學(xué)成像方式,，無(wú)論是單光子(共聚焦)或多光子(雙光子)，都使用激光作為光源,，并需要兼容的熒光染料,。熒光染料有自己的激發(fā)波長(zhǎng)，它們可以被單個(gè)光子以該激發(fā)波長(zhǎng)的光子能量激發(fā)(E=hv=h*c/λ);或者是兩個(gè)幾乎同時(shí)到達(dá)的光子,，但每個(gè)光子的能量約為單光子能量的一半,，即雙波長(zhǎng)(0.5E->2λ)。前者是單光子顯微鏡原理，后者是雙光子顯微鏡原理,。在對(duì)同一種熒光染料進(jìn)行成像時(shí),，雙光子與單光子相比可以使用約兩倍波長(zhǎng)，因此雙光子的散射較小(波長(zhǎng)較長(zhǎng),，散射較小),，可以更深入地滲透到組織中。雙光子顯微鏡成像技術(shù)及不同轉(zhuǎn)基因小鼠開展對(duì)多種臟器的成像研究,。bruker雙光子顯微鏡光刺激

雙光子顯微鏡的優(yōu)勢(shì)相比普通的顯微鏡電子顯微鏡可以觀察尺度更小的東西,，冷凍電鏡更是可以觀察有活性的生物大分子，而雙光子顯微鏡有什么優(yōu)勢(shì)呢,？它能做到什么普通光學(xué)顯微鏡做不到的事情嗎,？原來(lái)，雙光子顯微鏡可以精確穿透較厚標(biāo)本進(jìn)行定點(diǎn),、觀察,！由于電磁波的波長(zhǎng)越短，粒子性越強(qiáng),，受散射影響也就越大,。雙光子顯微鏡將激發(fā)光源改為長(zhǎng)波長(zhǎng)激光，在增加了激光的穿透性的同時(shí)還減少了對(duì)細(xì)胞的毒性,。除此之外,，因?yàn)橹挥形镧R焦點(diǎn)處能發(fā)生雙光子激發(fā)效應(yīng)，所以掃描的精確度極高,，也能提高激發(fā)光效率,，減少被掃描點(diǎn)之外的熒光物質(zhì)消耗。美國(guó)ultimainvestigator雙光子顯微鏡供應(yīng)商雙光子顯微鏡在多個(gè)領(lǐng)域研究中已有許多成功實(shí)例,。

2008年錢永健等人由于熒光蛋白（GFP,，綠色熒光蛋白）的發(fā)現(xiàn)和使用，獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),，是對(duì)熒光成像技術(shù)的一次巨大肯定和推動(dòng),。與熒光蛋白以及熒光染料等標(biāo)記物在細(xì)胞中的定位與表達(dá)技術(shù)相結(jié)合，使得科學(xué)家可以特異性的分辨生物體乃至細(xì)胞內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)與成分,，并且能夠在生命體和細(xì)胞仍具有活性的狀態(tài)下（狀態(tài)）對(duì)其功能進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察,。這就使得熒光成像技術(shù)成為了無(wú)可替代的，生物學(xué)家現(xiàn)今較為重要的技術(shù)手段之一,。目前,，大多數(shù)細(xì)胞生物學(xué)和生理學(xué)研究主要還是在離體培養(yǎng)的細(xì)胞體系中研究。然而與細(xì)胞生物學(xué)研究有所不同的是,，大腦的功能研究的整體性和原位性顯得更加關(guān)鍵：只研究分離的神經(jīng)元無(wú)法解釋神經(jīng)系統(tǒng)的功能和規(guī)律,。由于被觀測(cè)的信號(hào)會(huì)受到樣本組織的散射和吸收,，根本無(wú)法穿透如此深的組織進(jìn)行成像。而雙光子顯微鏡（Two-photonMicroscopy,，簡(jiǎn)稱TPM）的發(fā)明,，則為此類研究帶來(lái)了希望。

新一代微型化雙光子熒光顯微成像系統(tǒng)的成功研制是國(guó)家重大科研儀器研制專項(xiàng)的一個(gè)碩果,。它彰顯了北京大學(xué)在生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域先期布局的前瞻性,，鍛煉了一支以年輕PI和碩博研究生為主體、具有學(xué)科交叉背景和重要技術(shù)創(chuàng)新能力的“中國(guó)智造”隊(duì)伍,。目前,，該研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在領(lǐng)銜建設(shè)“多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學(xué)成像”十三五國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，積極參與即將啟動(dòng)的中國(guó)腦科學(xué)計(jì)劃,?？梢云诖?，微型化雙光子熒光顯微成像系統(tǒng)將為實(shí)現(xiàn)“分析腦,、理解腦、模仿腦”的戰(zhàn)略目標(biāo)發(fā)揮不可或缺的重要作用雙光子顯微鏡為什么穿透能力強(qiáng)?

相比普通的顯微鏡電子顯微鏡可以觀察尺度更小的東西,，冷凍電鏡更是可以觀察有活性的生物大分子,，而雙光子顯微鏡有什么優(yōu)勢(shì)呢？它能做到什么普通光學(xué)顯微鏡做不到的事情嗎,？原來(lái),，雙光子顯微鏡可以精確穿透較厚標(biāo)本進(jìn)行定點(diǎn)、***觀察,！由于電磁波的波長(zhǎng)越短,，粒子性越強(qiáng)，受散射影響也就越大,。雙光子顯微鏡將激發(fā)光源改為長(zhǎng)波長(zhǎng)激光,，在增加了激光的穿透性的同時(shí)還減少了對(duì)細(xì)胞的毒性。除此之外,，因?yàn)橹挥形镧R焦點(diǎn)處能發(fā)生雙光子激發(fā)效應(yīng),，所以掃描的精確度極高，也能提高激發(fā)光效率,，減少被掃描點(diǎn)之外的熒光物質(zhì)消耗,。雙光子顯微鏡有這么多優(yōu)點(diǎn)，那么雙光子顯微鏡有哪些應(yīng)用呢,？進(jìn)口熒光激光雙光子顯微鏡圖像對(duì)比度

雙光子顯微鏡使用高能量鎖模脈沖器,。bruker雙光子顯微鏡光刺激

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(shí)吸收2個(gè)長(zhǎng)波長(zhǎng)的光子,，在經(jīng)過一個(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,、可見光調(diào)整為紅外激發(fā)，使其能夠更加安全,。bruker雙光子顯微鏡光刺激