隨著技術(shù)的發(fā)展,，雙光子顯微鏡的性能得到不斷地優(yōu)化，結(jié)合它的特點(diǎn),，大致可以分成深和活兩個(gè)方面的提升,。要想讓激發(fā)激光進(jìn)入更深的層面,，大致可從兩個(gè)方面入手,，裝置優(yōu)化與標(biāo)本改造,。關(guān)于裝置優(yōu)化，我們可以把激光束變得更細(xì),，使能量更加集中,，就能讓激光穿透更深。關(guān)于標(biāo)本,，其中影響光傳播的主要是物質(zhì)吸收和散射,，解決這個(gè)問(wèn)題，我們需要對(duì)樣本進(jìn)行透明化處理,。一種方法是運(yùn)用某種物質(zhì)將標(biāo)本浸泡,，使其中的物質(zhì)（主要是脂質(zhì)）被破壞或溶解。另一種方法是運(yùn)用電泳將脂質(zhì)電解,，進(jìn)而讓標(biāo)本“透明度”提高,。雙光子顯微鏡在生物醫(yī)學(xué)研究中有廣泛的應(yīng)用，可以觀察細(xì)胞內(nèi)的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu),、蛋白質(zhì)分布,、細(xì)胞活動(dòng)等。國(guó)外激光熒光雙光子顯微鏡供應(yīng)商聯(lián)系方式

通過(guò)對(duì)顯微光學(xué)系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì),，將FHIRM-TPM2.0的成像視場(chǎng)擴(kuò)展至420×420平方微米,，顯微物鏡的工作距離擴(kuò)展至1mm，實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)成像,。嵌入可拆卸的快速軸向掃描模塊,，實(shí)現(xiàn)深度180微米的三維體成像和多平面快速切換的實(shí)時(shí)成像。該模塊由一個(gè)快速電動(dòng)變焦鏡頭和一對(duì)中繼鏡頭組成，在不同深度成像時(shí)保持放大率恒定,。其中,，變焦模塊重1.8克，科研人員可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自由拆卸,。此外,，新型微型成像探頭可以瞬間插拔，極大簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作,，避免了長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)對(duì)動(dòng)物的干擾,。反復(fù)裝卸探針追蹤同批神經(jīng)元時(shí)，視場(chǎng)旋轉(zhuǎn)角度小于0.07弧度,，邊界偏差小于35微米,。國(guó)外熒光激光雙光子顯微鏡最大分辨率雙光子顯微鏡可以用于局部微蝕鐳射磨皮后的膠原重塑的檢測(cè)。

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⑿突p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

雙光子吸收理論早在1931年就由諾獎(jiǎng)得主提出，30年后因?yàn)橛辛思す獠诺玫綄?shí)驗(yàn)驗(yàn)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(guò)程,。雙光子吸收相當(dāng)于和頻產(chǎn)生非線性過(guò)程,，這要求極高的電場(chǎng)強(qiáng)度，而電場(chǎng)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(duì)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(zhǎng)有關(guān)，所以關(guān)鍵變量只剩下激光脈寬,?；谝陨戏治?，能夠以高重頻(100MHz)輸出超短脈沖(100fs量級(jí))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(shuō)明雙光子顯微鏡的優(yōu)勢(shì)：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(qiáng)低無(wú)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(jiàn)光波長(zhǎng)),。雖然染料激光器對(duì)于實(shí)驗(yàn)室演示尚可，但是使用很不方便所以遠(yuǎn)未實(shí)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(shì)，鈦寶石激光器還具有較寬的近紅外波長(zhǎng)調(diào)諧范圍,，而近紅外相比可見(jiàn)光穿透更深,，對(duì)生物樣品損傷更小。雙光子顯微鏡放大倍數(shù)是多少,？

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(lái)說(shuō),，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(kāi)來(lái),。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(méi)有明顯的邊界(更不用說(shuō)細(xì)節(jié)了),，說(shuō)明分辨率不夠,。沒(méi)有分辨率談放大是沒(méi)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(shuō)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。雙光子顯微鏡除了可以進(jìn)行厚的組織樣品拍攝以外呢,，可以在小鼠的的任何部位進(jìn)行成像,。美國(guó)激光雙光子顯微鏡光子探測(cè)

如果已經(jīng)有了飛秒光，就可以幾套雙光子顯微鏡共享一臺(tái),，只需分光即可,。國(guó)外激光熒光雙光子顯微鏡供應(yīng)商聯(lián)系方式

雙光子顯微鏡(2PM)可以對(duì)鈣離子傳感器和谷氨酸傳感器進(jìn)行亞細(xì)胞分辨率的成像，從而測(cè)量不透明腦深部的活動(dòng),。成像膜的電壓變化可以直接反映神經(jīng)元的活動(dòng),，但神經(jīng)元活動(dòng)的速度對(duì)于常規(guī)的2PM來(lái)說(shuō)太快了。目前,，電壓成像主要由寬視場(chǎng)顯微鏡實(shí)現(xiàn),，但其空間分辨率較差，且只能在淺深度成像,。因此,，為了以高空間分辨率成像不透明腦中膜電壓的變化，需要將成像速率提高2PM,。面向模塊輸出端的子脈沖序列可視為從虛擬光源陣列發(fā)出的光,，這些子脈沖在中繼到顯微鏡物鏡后形成空間分離和時(shí)間延遲的聚焦陣列。然后,，該模塊被集成到一個(gè)帶有高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)雙光子熒光顯微鏡中,，如圖2所示。光源是重復(fù)頻率為1MHz的920nm激光器,。FACED模塊可以產(chǎn)生80個(gè)脈沖焦點(diǎn),，脈沖時(shí)間間隔為2ns。這些焦點(diǎn)是虛擬源的圖像,。虛光源越遠(yuǎn),，物鏡處的光束尺寸越大，焦點(diǎn)越小,。光束可以沿Y軸比沿X軸更好地填充物鏡,，從而在X軸上產(chǎn)生0.82m和0.35m的橫向分辨率。國(guó)外激光熒光雙光子顯微鏡供應(yīng)商聯(lián)系方式