和很多偉大的科學(xué)發(fā)明一樣,，雙光子顯微鏡的出現(xiàn)也有一點(diǎn)偶然,，但正是那瞬間的靈感為生物科學(xué)尤其是神經(jīng)科學(xué)帶來了一種**性的成像技術(shù)：雙光子激發(fā)熒光顯微鏡。1990年初,，當(dāng)WinfriedDenk剛從康奈爾大學(xué)博士畢業(yè)準(zhǔn)備前往瑞士讀博后時(shí),，他看了一本關(guān)于激光掃描顯微鏡的書，從中了解到非線性光學(xué)效應(yīng)——強(qiáng)光和物質(zhì)的相互作用,。當(dāng)時(shí),，Denk有同事研究生物樣品中的鈣離子但苦于沒有強(qiáng)大的紫外激光器和光學(xué)元件，于是他就想到如果使用雙光子吸收就能夠繞開紫外,，換言之,，與其通過一個(gè)紫外光子激發(fā)標(biāo)記的鈣離子，通過兩個(gè)雙倍波長(zhǎng)的可見光光子也能激發(fā)相同的熒光,。有了想法后馬上實(shí)驗(yàn),。借了一套染料飛秒激光器，Denk聯(lián)合他的導(dǎo)師WattWebb及其博士生JamesStrickler只用六個(gè)小時(shí)就完成了實(shí)驗(yàn)搭建,，采集數(shù)據(jù)則用了兩到三天,，于是一篇里程碑式的文章就此誕生了。由于雙光子顯微鏡使用的是可見光或近紅外光作為激發(fā)光源,，適用于長(zhǎng)時(shí)間的研究,。國(guó)內(nèi)2PPLUS雙光子顯微鏡應(yīng)用

摻雜可以明顯影響碳點(diǎn)（CDs）的發(fā)射和激發(fā)特性，使雙光子碳點(diǎn)（TP-CDs）具有本征雙光子激發(fā)特性和605nm的紅光發(fā)射特性,。在638nm激光照射下,，除了長(zhǎng)波激發(fā)和發(fā)射外，還可以實(shí)現(xiàn)活性氧（ROS）的產(chǎn)生,，這為光動(dòng)力技術(shù)提供了巨大的可能性,。更重要的是,，通過各種表征和理論模擬證實(shí)，摻雜誘導(dǎo)的N雜環(huán)在TP-CDs與RNA的親和力中起關(guān)鍵作用,。這種親和力不僅為實(shí)現(xiàn)核仁特異性自我靶向提供了可能,，而且通過ROS斷裂RNA鏈解離TP-CDs@RNA復(fù)合物，賦予治療過程中的熒光變異,。TP-CDs結(jié)合了ROS的產(chǎn)生能力,、光動(dòng)力療法（PDT）過程中的熒光變化、長(zhǎng)波激發(fā)和發(fā)射特性以及核仁的特異性自靶向性,，可以認(rèn)為是一種結(jié)合核仁動(dòng)態(tài)變化實(shí)時(shí)處理的智能CDs,。國(guó)內(nèi)布魯克雙光子顯微鏡光子躍遷雙光子顯微鏡供應(yīng)商找因斯蔻浦(上海)生物科技有限公司。

1990年初,，當(dāng)WinfriedDenk剛從康奈爾大學(xué)博士畢業(yè)準(zhǔn)備前往瑞士讀博后時(shí),，他看了一本關(guān)于激光掃描顯微鏡的書，從中了解到非線性光學(xué)效應(yīng)——強(qiáng)光和物質(zhì)的相互作用,。當(dāng)時(shí),，Denk有同事研究生物樣品中的鈣離子但苦于沒有強(qiáng)大的紫外激光器和光學(xué)元件，于是他就想到如果使用雙光子吸收就能夠繞開紫外,，換言之,，與其通過一個(gè)紫外光子激發(fā)標(biāo)記的鈣離子，通過兩個(gè)雙倍波長(zhǎng)的可見光光子也能激發(fā)相同的熒光,。有了想法后馬上實(shí)驗(yàn),。借了一套染料飛秒激光器，Denk聯(lián)合他的導(dǎo)師WattWebb及其博士生JamesStrickler只用六個(gè)小時(shí)就完成了實(shí)驗(yàn)搭建,，采集數(shù)據(jù)則用了兩到三天,，于是一篇里程碑式的文章就此誕生了。

在國(guó)家自然科學(xué)基金委國(guó)家重大科研儀器研制專項(xiàng)《超高時(shí)空分辨微型化雙光子在體顯微成像系統(tǒng)》的支持下,，北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所,、信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院、動(dòng)態(tài)成像中心,、生命科學(xué)學(xué)院,、工學(xué)院聯(lián)合中國(guó)人民醫(yī)學(xué)科學(xué)院組成跨學(xué)科團(tuán)隊(duì),，歷經(jīng)三年多的協(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，并獲取了小鼠在自由行為過程中大腦神經(jīng)元和神經(jīng)突觸活動(dòng)清晰,、穩(wěn)定的圖像,。原始論文于5月29日在線發(fā)表于自然雜志子刊NatureMethods(IF25.3)，并已申請(qǐng)多項(xiàng),。雙光子顯微鏡結(jié)合了雙光子激發(fā)技術(shù)和激光掃描共聚顯微鏡,。

其實(shí)電子顯微鏡相比光學(xué)顯微鏡的重要優(yōu)勢(shì)或意義不在于放大倍數(shù),，而在于超高的分辨率。這兩者是不同的,。一般來說,，觀察時(shí)，除了放大物體外,，還需要將其與其他相鄰物體區(qū)分開來,。如果兩個(gè)相鄰粒子的圖像在光學(xué)顯微鏡下，即使放大很大程度,，也可能看到兩個(gè)相交的亮點(diǎn)(艾里斑),，沒有明顯的邊界(更不用說細(xì)節(jié)了)，說明分辨率不夠,。沒有分辨率談放大是沒有意義的,。光學(xué)顯微鏡的分辨率極限是阿貝極限，大約是光波波長(zhǎng)的一半,。通常稱之為光學(xué)顯微鏡的放大極限,，但準(zhǔn)確的說應(yīng)該叫分辨率極限。原因是光的衍射,，根本原因是光的波粒二象性,。電子衍射實(shí)驗(yàn)證明了電子的波動(dòng)性，所以在電子顯微鏡中用電子代替光是可能的,。電子顯微鏡也有很多種,，被攝體像REM。也有根據(jù)衍射規(guī)律觀察的電子顯微鏡,，如低能電子衍射(LEED)和透射電子顯微鏡(TEM),。兩者主要用于觀察晶體，根據(jù)晶體的周期特性在倒易空間產(chǎn)生衍射像,，借助埃爾沃德球或傅里葉變換將其變換到實(shí)空間,，即可得到真實(shí)的晶體表面像。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,？國(guó)外激光熒光雙光子顯微鏡作用

雙光子顯微鏡有哪些應(yīng)用呢？國(guó)內(nèi)2PPLUS雙光子顯微鏡應(yīng)用

微型化雙光子熒光顯微成像改變了在自由活動(dòng)動(dòng)物中觀察細(xì)胞和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的方式,，可用于在動(dòng)物覓食,、哺乳、跳臺(tái),、打斗,、嬉戲、睡眠等自然行為條件下，長(zhǎng)時(shí)程觀察神經(jīng)突觸,、神經(jīng)元,、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程連接的腦區(qū)等多尺度,、多層次動(dòng)態(tài)變化,。該成果在2016年底美國(guó)神經(jīng)科學(xué)年會(huì)、2017年5月冷泉港亞洲腦科學(xué)專題會(huì)議上報(bào)告后,，得到包括多位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者在內(nèi)的國(guó)內(nèi)外神經(jīng)科學(xué)家的高度贊譽(yù),。冷泉港亞洲腦科學(xué)專題會(huì)議、美國(guó)明顯神經(jīng)科學(xué)家加州大學(xué)洛杉磯分校的AlcinoJSilva教授在評(píng)述中寫道,，“從任何一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來看,，這款顯微鏡都了一項(xiàng)重大技術(shù)發(fā)明，必將改變我們?cè)谧杂苫顒?dòng)動(dòng)物中觀察細(xì)胞和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的方式,。它所開啟的大門,，甚至超越了神經(jīng)元和樹突成像。系統(tǒng)神經(jīng)生物學(xué)正在進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代,，即通過對(duì)細(xì)胞群體中可辨識(shí)的細(xì)胞和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的復(fù)雜生物學(xué)事件進(jìn)行成像觀測(cè),。國(guó)內(nèi)2PPLUS雙光子顯微鏡應(yīng)用