作為一個(gè)多學(xué)科,、知識(shí)密集型和資金密集型的高科技產(chǎn)業(yè),，多光子顯微鏡涉及醫(yī)學(xué)、生物學(xué),、化學(xué),、物理學(xué)、電子學(xué),、工程學(xué)等多個(gè)學(xué)科,。其生產(chǎn)工藝相對復(fù)雜，進(jìn)入門檻較高,。它是衡量一個(gè)國家制造業(yè)和高科技發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,。在過去的五年里，多光子顯微鏡的市場是集中的,。由于投產(chǎn)成本高,，技術(shù)難度大，目前涌現(xiàn)的新企業(yè)并不多,。顯微鏡作為傳統(tǒng)的高科技產(chǎn)業(yè),，并沒有被其他技術(shù)顛覆，而是一直在不斷融合發(fā)展相關(guān)技術(shù),，在醫(yī)療等精密檢測領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用,。顯微鏡的商業(yè)化發(fā)展已進(jìn)入成熟階段，主要需求來自教學(xué),、生命科學(xué)研究和精密測試等,。全球市場呈現(xiàn)溫和增長趨勢。而顯微鏡產(chǎn)品(如多光子顯微鏡,、電子顯微鏡)正在刺激市場需求,，多光子顯微鏡市場發(fā)展?jié)摿薮?。滔博生物多光子顯微鏡是一種高級(jí)的顯微鏡技術(shù).清醒動(dòng)物多光子顯微鏡系統(tǒng)

因斯蔻浦(上海)生物科技有限公司雙光子顯微鏡的基本原理是：在高光子密度的情況下，熒光分子可以同時(shí)吸收2個(gè)長波長的光子,，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)波長較短的光子；其效果和使用一個(gè)波長為長波長一半的光子去激發(fā)熒光分子是相同的,。雙光子激發(fā)需要很高的光子密度,，為了不損傷細(xì)胞,，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，其脈沖寬度只有100飛秒,，而其周期可以達(dá)到80至100兆赫茲,。在使用高數(shù)值孔徑的物鏡將脈沖激光的光子聚焦時(shí)，物鏡的焦點(diǎn)處的光子密度是比較高的,，雙光子激發(fā)只發(fā)生在物鏡的焦點(diǎn)上,，所以雙光子顯微鏡不需要共聚焦***，提高了熒光檢測效率,。美國清醒動(dòng)物多光子顯微鏡成像精度精確觀測生物分子相互作用,，多光子顯微鏡推動(dòng)生命科學(xué)研究發(fā)展。

雙光子顯微鏡工作原理是將超快的紅外激光脈沖傳輸?shù)綐悠分?，在樣品中與組織或熒光標(biāo)記相互作用,，這些組織或熒光標(biāo)記發(fā)出用于創(chuàng)建圖像的信號(hào)。雙光子顯微鏡被多用于生物學(xué)研究,，因?yàn)樗軌虍a(chǎn)生高分辨率的3-D圖像,，深度達(dá)1毫米。然而,，這些優(yōu)點(diǎn)帶來了有限的成像速度,，因?yàn)槲⒐鈼l件需要逐點(diǎn)圖像采集和重建的點(diǎn)檢測器。為了加快成像速度,，科學(xué)家之前開發(fā)了一種多焦點(diǎn)激光照明方法,，該方法使用數(shù)字微鏡設(shè)備(DMD)，這是一種通常用于投影儀的低成本光掃描儀,。此前人們認(rèn)為這些DMD不能與超快激光一起工作,。然而現(xiàn)在解決了這個(gè)問題，這使得DMD在超快激光應(yīng)用中得以應(yīng)用,，這些應(yīng)用包括光束整形,、脈沖整形、快速掃描和雙光子成像,。DMD在樣品內(nèi)隨機(jī)選擇的位置上產(chǎn)生5到30點(diǎn)聚焦激光,。

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)測是當(dāng)前迫切需要解決的重大科學(xué)技術(shù)問題,。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題。對這-一一科學(xué)問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,，而且對創(chuàng)新藥物研究、藥物療效評價(jià)以及發(fā)展疾病早期診斷技術(shù)等產(chǎn)生重大影響,。多光子顯微鏡,，突破生物組織成像深度，洞察細(xì)胞間的奧秘,。

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要比吸收的特征波長來的長,。目前主要使用的多光子顯微鏡包括雙光子顯微鏡和三光子顯微鏡。美國清醒動(dòng)物多光子顯微鏡成像深度

從雙光子到三光子甚至四光子,，這種非線性成像技術(shù)通常也被統(tǒng)稱為多光子顯微鏡,。清醒動(dòng)物多光子顯微鏡系統(tǒng)

對于雙光子成像而言，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,，而對于三光子成像這兩個(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)。功能性3P顯微鏡比結(jié)構(gòu)性3P顯微鏡的要求更高,，它需要更快速的掃描,，以便及時(shí)采樣神經(jīng)元活動(dòng)；需要更高的脈沖能量,，以便在每個(gè)像素停留時(shí)間內(nèi)收集足夠的信號(hào),。復(fù)雜的行為通常涉及到大型的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)既具有局部的連接又具有遠(yuǎn)程的連接,。要想將神經(jīng)元活動(dòng)與行為聯(lián)系起來,，需要同時(shí)監(jiān)控非常龐大且分布普遍的神經(jīng)元的活動(dòng)，大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)在幾十毫秒內(nèi)處理傳入的刺激,，要想了解這種快速的神經(jīng)元?jiǎng)恿W(xué),，就需要MPM具備對神經(jīng)元進(jìn)行快速成像的能力?？焖費(fèi)PM方法可分為單束掃描技術(shù)和多束掃描技術(shù),。清醒動(dòng)物多光子顯微鏡系統(tǒng)