雙光子吸收理論早在1931年就由諾獎得主提出，30年后因為有了激光才得到實驗驗證,，但是到WinfriedDenk發(fā)明雙光子顯微鏡又用了將近30年,。要理解雙光子的技術(shù)挑戰(zhàn)和飛秒激光發(fā)揮的重要作用，首先要了解其中的非線性過程,。雙光子吸收相當(dāng)于和頻產(chǎn)生非線性過程,，這要求極高的電場強度，而電場取決于聚焦光斑大小和激光脈寬,。聚焦光斑越小,，脈寬越窄，雙光子吸收效率越高,。對于衍射極限顯微鏡,，聚焦在樣品上的光斑大小只和物鏡NA和激光波長有關(guān)，所以關(guān)鍵變量只剩下激光脈寬,?；谝陨戏治觯軌蛞愿咧仡l(100MHz)輸出超短脈沖(100fs量級)的飛秒激光器成了雙光子顯微鏡的標(biāo)準(zhǔn)激發(fā)光源。這也再次說明雙光子顯微鏡的優(yōu)勢：只有焦平面處才能形成雙光子吸收,，而焦平面之外由于光強低無法被激發(fā),，所以雙光子成像更清晰。WinfriedDenk初使用的光源是染料飛秒激光器(100fs脈寬,、630nm可見光波長),。雖然染料激光器對于實驗室演示尚可，但是使用很不方便所以遠未實現(xiàn)商用,。很快雙光子顯微鏡的標(biāo)配光源就變成了飛秒鈦寶石激光器,。除了固態(tài)光源優(yōu)勢，鈦寶石激光器還具有較寬的近紅外波長調(diào)諧范圍,，而近紅外相比可見光穿透更深,，對生物樣品損傷更小。雙光子顯微鏡在各領(lǐng)域研究中已有許多成功實例,。美國激光雙光子顯微鏡成像視野

細胞內(nèi)鈣離子作為重要的信號分子其作用具有時間性和空間性,。當(dāng)個細胞興奮時，產(chǎn)生了一個電沖動,，此時,，細胞外的鈣離子流入該細胞內(nèi)，促使該細胞分泌神經(jīng)遞質(zhì),，神經(jīng)遞質(zhì)與相鄰的下一級神經(jīng)細胞膜上的蛋白分子結(jié)合,，促使這一級神經(jīng)細胞產(chǎn)生新的電沖動。以此類推,，神經(jīng)信號便一級一級地傳遞下去,，從而構(gòu)成復(fù)雜的信號體系，終形成學(xué)習(xí),、記憶等大腦的高級功能,。在哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)中，鈣離子同樣扮演著重要的信號分子的角色,。靜息狀態(tài)下大部分神經(jīng)元細胞內(nèi)鈣離子濃度約為50-100nM,，而細胞興奮時鈣離子濃度能瞬間上升10-100倍，增加的鈣離子對于突觸囊泡胞吐釋放神經(jīng)遞質(zhì)的過程必不可少,。眾所周知,，只有游離鈣才具有生物學(xué)活性，而細胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度由鈣離子的內(nèi)外流平衡所決定,，同時也受鈣結(jié)合蛋白的影響,。細胞外鈣離子內(nèi)流的方式有很多種，其中包括電壓門控鈣離子通道,、離子型谷氨酰胺受體,、煙堿型膽堿能受體（nAChR）和瞬時受體電位C型通道（TRPC）等,。神經(jīng)元鈣成像的原理就是利用特殊的熒光染料或鈣離子指示劑將神經(jīng)元中鈣離子濃度的變化通過熒光強度表現(xiàn)出來，以反映神經(jīng)元活性,。該方法可以同時去觀察多個功能或位置相關(guān)的腦細胞,。國外ultimainvestigator雙光子顯微鏡聯(lián)系方式雙光子顯微鏡使用方法是什么？

第二代微型化雙光子熒光顯微鏡FHIRM-TPM2.0,，其成像視野是該團隊于2017年發(fā)布的代微型化顯微鏡的7.8倍,，同時具備三維成像能力，獲取了小鼠在自由運動行為中大腦三維區(qū)域內(nèi)上千個神經(jīng)元清晰穩(wěn)定的動態(tài)功能圖像,，并且實現(xiàn)了針對同一批神經(jīng)元長達一個月的追蹤記錄,。在一批“早鳥項目”中，該系統(tǒng)已被多個研究組應(yīng)用于不同的模式動物和行為范式,，如小鼠的社交新穎性識別,、斑胸草雀受調(diào)控后大腦特定神經(jīng)元變化、新型神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿探針的傳導(dǎo)適應(yīng)性分析以及獼猴三腦區(qū)成像等多項研究,。

n摻雜可以明顯影響碳點(CDs)的發(fā)射和激發(fā)特性,，使雙光子碳點(TP-CDs)具有本征雙光子激發(fā)特性和605nm紅光發(fā)射特性。在638nm激光的照射下,，除了長波激發(fā)和發(fā)射外,，還能產(chǎn)生活性氧，這為光動力技術(shù)提供了極大的可能性,。更重要的是,，各種表征和理論模擬證實了摻雜誘導(dǎo)的N雜環(huán)在TP-CDs與RNA的親和力中起著關(guān)鍵作用。這種親和力不僅可以實現(xiàn)核仁特異性的自我靶向,，還可以通過ROS斷裂RNA鏈來解離TP-CDs@RNA復(fù)合物,，從而在治療過程中產(chǎn)生熒光變化。TP-CDs結(jié)合了ROS產(chǎn)生的能力,、PDT過程中的熒光變化,、長波激發(fā)和發(fā)射特性以及核仁特異性自靶向性，因此可以認為是一種實時處理核仁動態(tài)變化的智能CDs,。雙光子顯微鏡使用長波長脈沖光,，是通過物鏡匯聚的,。

在高光子密度的情況下,，熒光分子可以同時吸收兩個長波長的光子,，然后發(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（如下圖）,。如煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）,，在單光子激發(fā)時,，在波長為350nm光的激發(fā)下發(fā)出450nm熒光,；而在雙光子激發(fā)時,，可采用750nm的激發(fā)光得到450nm熒光,。由于雙光子激發(fā)需要很高的光子密度，為了不損傷細胞,，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，從而可以減少光漂白和光毒性帶來的不利影響,。雙光子顯微鏡不需要共聚焦細孔,，提高了熒光檢測效率。ultima2PPLUS雙光子顯微鏡價格

雙光子顯微鏡只有焦平面處才能形成雙光子吸收,，而焦平面之外由于光強低無法被發(fā)動,，所以雙光子成像更清晰。美國激光雙光子顯微鏡成像視野

雙光子技術(shù)在醫(yī)學(xué)診斷方面有著巨大的應(yīng)用潛力,。這方面沒有標(biāo)準(zhǔn)和體系,，需要系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)研究和龐大的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)支撐。通過基于多光子成像技術(shù)研究細胞結(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,，可以發(fā)現(xiàn)與細胞學(xué)、分子生物學(xué),、組織病理學(xué),、疾病的診斷和特征的關(guān)系。共同探索生理病理基礎(chǔ)和分子細胞生物學(xué)機制,，篩選皮膚病,、自身免疫性疾病等疑難疾病的識別、診斷和鑒別診斷依據(jù),，建立全新完整的多光子細胞診斷數(shù)據(jù)庫,，明確不同疾病的多光子臨床檢測設(shè)備產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。在討論環(huán)節(jié),，來自病理科,、呼吸中心、心內(nèi)科,、神經(jīng)內(nèi)科,、皮膚科、研究所的多位醫(yī)生和科研人員結(jié)合各自的工作領(lǐng)域,，與王愛民副教授進行了熱烈的討論,。其中，毛發(fā)中心楊頂權(quán)主任擬再次邀請王愛民副教授進行學(xué)術(shù)交流,。通過此次學(xué)術(shù)交流,，病理學(xué)系和研究所分別與王愛民副教授課題組達成了初步合作意向,。美國激光雙光子顯微鏡成像視野