現(xiàn)代分子生物學技術的迅速發(fā)展和科技的進步，特別是隨著后基因組時代的到來,，人們已經(jīng)能夠根據(jù)需要建立各種細胞模型,，為在體研究基因表達規(guī)律、分子間的相互作用,、細胞的增殖,、細胞信號轉(zhuǎn)導、誘導分化,、細胞凋亡以及新的血管生成等提供了良好的生物學條件,。然而,，盡管人們利用現(xiàn)有的分子生物學方法,，已經(jīng)對基因表達和蛋白質(zhì)之間的相互作用進行了深入、細致的研究,，但仍然不能實現(xiàn)對蛋白質(zhì)和基因活動的實時,、動態(tài)監(jiān)測。在細胞的生理過程中,，基因,、尤其是蛋白質(zhì)的表達、修飾和相萬作用往往發(fā)生可逆的,、動態(tài)的變化,。目前的分子生物學方法還不能捕獲到蛋白質(zhì)和基因的這些變化，但獲取這些信息對與研究基因的表達和蛋白質(zhì)之間的相互作用又至關重要,。因此,，發(fā)展能用于、動態(tài),、實時,、連續(xù)監(jiān)測蛋白質(zhì)和基因活動的方法是非常必要的。多光子顯微鏡技術是對完整組織進行深層熒光成像的優(yōu)先技術,。美國靈長類多光子顯微鏡多光子激發(fā)

多光子激發(fā)的特點,。激發(fā)波長∶兩個或多個光子同時激發(fā)，激發(fā)波長是單光子激發(fā)波長的兩倍或多倍（i.e.紅光能激發(fā)UV探針）,。多光子激發(fā)∶依賴于多個光子同時到達的時間,。使用脈沖飛秒激光器（i.e.10-16seconds），且能提供更高的峰值功率,。熒光限制在焦點處,，能滿足多個光子同時達到產(chǎn)生多光子吸收。熒光強度正比于（激光強度）n,。為什么使用飛秒激光器?多光子激發(fā)需要超快的激光器,，皮秒脈沖不能實現(xiàn)三光子激發(fā),。深度成像需要更高、更窄脈沖輸出功率,。多光子激發(fā)光源處于近紅外區(qū),，對細胞毒性和光漂白更小。bruker多光子顯微鏡實驗多光子顯微鏡銷售渠道分析及建議,。

多光子顯微鏡的前景巨大作為一個多學科交叉,、知識密集、資金密集的高技術產(chǎn)業(yè),，多光子顯微鏡涉及醫(yī)學,、生物學、化學,、物理學,、電子學、工程學等學科,，生產(chǎn)工藝相對復雜,，進入門檻較高,，是衡量一個國家制造業(yè)和高科技發(fā)展水平的重要標準之一,。過去的5年，多光子顯微鏡市場集中,，由于投產(chǎn)生產(chǎn)的成本較高,，技術難度大，目前涌現(xiàn)的新企業(yè)不多,。顯微鏡作為一個傳統(tǒng)的高科技行業(yè),，其作用至今沒有被其他技術顛覆，只是不斷融合并發(fā)展相關技術,，在醫(yī)療和其他精密檢測領域發(fā)揮著更大的作用,。顯微鏡的商業(yè)化發(fā)展已進入成熟期，主要需求來自教學,、生命科學的研究及精密檢測等,，全球市場呈現(xiàn)平緩的增長態(tài)勢。然而,，**,、、顯微鏡產(chǎn)品（如多光子顯微鏡,、電子顯微鏡）正拉動市場需求,，多光子顯微鏡市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

基于多光子顯微鏡的神經(jīng)成像技術原理：多光子顯微鏡可用于深度成像和三維成像，因此可用于拍攝不透明的厚樣品。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,。雙光子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與共焦類似,，區(qū)別在于：1)雙光子顯微鏡的激發(fā)光波長比共焦長，能量較低,，但穿透能力較強,；2)雙光子顯微鏡沒有小孔，提高了檢測效率,；3)雙光子顯微鏡成像深度較快提高,。那么，為什么雙光子能具有共焦顯微鏡所沒有的優(yōu)勢呢,？原因是它采用雙光子激發(fā)方式,。使用波長較長的激發(fā)光子，光子的能量較低,，因此電子需要吸收兩個這樣的激發(fā)光子才能達到激發(fā)態(tài),，從而釋放出一個熒光光子。因此,，熒光信號的強度與光強的平方成正比,。因為焦點處的光強較大,，只能在焦點處激發(fā)熒光,。波長越長，穿透力越強,，因此雙光子顯微鏡的成像深度大于共焦顯微鏡,。由于兩個光子只在焦點激發(fā)熒光，不需要小孔,，而是將所有的熒光都收集起來,，提高了檢測效率。三光子顯微鏡的原理類似于雙光子顯微鏡,，利用三個激發(fā)光子可以實現(xiàn)更深的成像深度,。由于使用了更長的激發(fā)波長，穿透能力更強,，成像深度更大,。此外，由于較強的非線性效應,，熒光信號的強度與光強的立方成正比,，因此比雙光子具有更低的非聚焦激發(fā)和背景噪聲。生產(chǎn)和消費的角度分析多光子顯微鏡的主要生產(chǎn)地區(qū),、主要消費地區(qū)以及主要的生產(chǎn)商,。

單束掃描技術可以高速遍歷大視場（FOV）的神經(jīng)組織：使用MPM對神經(jīng)元進行成像時，通過隨機訪問掃描—即激光束在整個視場上的任意選定點上進行快速掃描—可以只掃描感興趣的神經(jīng)元，這樣不僅避免掃描到任何未標記的神經(jīng)纖維,，還可以優(yōu)化激光束的掃描時間,。隨機訪問掃描（圖1）可以通過聲光偏轉(zhuǎn)器（AOD）來實現(xiàn)，其原理是將具有一個射頻信號的壓電傳感器粘在合適的晶體上,，所產(chǎn)生的聲波引起周期性的折射率光柵,，激光束通過光柵時發(fā)生衍射。通過射頻電信號調(diào)控聲波的強度和頻率從而可以改變衍射光的強度和方向,，這樣使用1個AOD就可以實現(xiàn)一維橫向的任意點掃描,，利用1對AOD，結(jié)合其他軸向掃描技術可實現(xiàn)3D的隨機訪問掃描,。但是該技術對樣本的運動很敏感,，易出現(xiàn)運動偽影。目前,，快速光柵掃描即在FOV中進行逐行掃描,，由于利用算法可以輕松解決運動偽影而被普遍的使用。多光子激光掃描顯微鏡更能解決生物組織中深層物質(zhì)的層析成像問題, 擴大了應用范圍,。美國共聚焦多光子顯微鏡成像深度

4tune光譜檢測器,，實現(xiàn)多光子顯微鏡的光譜型檢測。美國靈長類多光子顯微鏡多光子激發(fā)

與傳統(tǒng)的單光子寬視野熒光顯微鏡相比,，多光子顯微鏡具有光學切片和深層成像等功能,，這兩個優(yōu)勢極大地促進了研究者們對于完整大腦深處神經(jīng)的了解與認識。2019年,，JeromeLecoq等人從大腦深處的神經(jīng)元成像,、大量神經(jīng)元成像、高速神經(jīng)元成像這三個方面論述了相關的MPM技術,。想要將神經(jīng)元活動與復雜行為聯(lián)系起來,，通常需要對大腦皮質(zhì)深層的神經(jīng)元進行成像，這就要求MPM具有深層成像的能力,。激發(fā)和發(fā)射光會被生物組織高度散射和吸收是限制MPM成像深度的主要因素,，雖然可以通過增加激光強度來解決散射問題，但這會帶來其他問題,，例如燒壞樣品,、離焦和近表面熒光激發(fā)。增加MPM成像深度比較好的方法是用更長的波長作為激發(fā)光,。美國靈長類多光子顯微鏡多光子激發(fā)