隨著生物分子光學(xué)標(biāo)記技術(shù)的不斷進(jìn)步,，光學(xué)技術(shù)在揭示生命活動(dòng)基本規(guī)律的研究中正發(fā)揮越來越重要的作用,，也為醫(yī)學(xué)診療提供了更多,、更有效的手段,。生物醫(yī)學(xué)光學(xué)（BiomedicalOptics）是近年來受到國(guó)際光學(xué)界和生物醫(yī)學(xué)界關(guān)注的研究熱點(diǎn)，在生物活檢,、光動(dòng)力,、細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能檢測(cè)、基因表達(dá)規(guī)律的在體研究等問題上取得了一系列研究成果,，目前正在從宏觀到微觀上對(duì)大腦活動(dòng)與功能進(jìn)行多層面的研究,。細(xì)胞重大生命活動(dòng)（包括細(xì)胞增殖、分化,、凋亡及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)）的發(fā)生和調(diào)節(jié)是通過生物大分子間（如蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì),、蛋白質(zhì)-核酸等）相互作用來實(shí)現(xiàn)的。蛋白質(zhì)作為基因調(diào)控的產(chǎn)物,，與細(xì)胞和機(jī)體生理過程代謝直接相關(guān),，深入研究基因表達(dá)及蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用不僅能揭示生命活動(dòng)的基本規(guī)律，同時(shí)也能深入了解疾病發(fā)生的分子機(jī)理,，進(jìn)而為尋找更有效的藥物分子,、提高藥物篩選和藥物設(shè)計(jì)的效率提供新的方法和思路。多光子顯微鏡技術(shù)的優(yōu)勢(shì)如何,？又有哪些應(yīng)用,？清醒動(dòng)物多光子顯微鏡多光子激發(fā)

    與傳統(tǒng)的單光子寬場(chǎng)熒光顯微鏡相比，多光子顯微鏡(MPM)具有光學(xué)切片和深度成像的功能,，極大地促進(jìn)了研究人員對(duì)整個(gè)大腦深部神經(jīng)的認(rèn)識(shí),。2019年，JeromeLecoq等從腦深部神經(jīng)元成像,、大數(shù)量神經(jīng)元成像,、高速神經(jīng)元成像三個(gè)方面討論了相關(guān)的MPM技術(shù)。為了將神經(jīng)元活動(dòng)與復(fù)雜行為聯(lián)系起來,，通常需要對(duì)大腦皮層深處的神經(jīng)元進(jìn)行成像,，這就要求MPM具備深度成像的能力。激發(fā)光和發(fā)射光會(huì)被生物組織高度散射和吸收,，這是限制MPM成像深度的主要因素,。雖然增加激光強(qiáng)度可以解決散射問題，但會(huì)帶來其他問題,，如燒焦樣品,、散焦和近表面熒光激發(fā)。增加MPM成像深度的比較好方法是使用更長(zhǎng)的波長(zhǎng)作為激發(fā)光,。另外,，對(duì)于雙光子（2P）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(duì)于三光子（3P）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)。 美國(guó)高速高分辨率多光子顯微鏡多光子激發(fā)多光子顯微鏡作為神經(jīng)科學(xué)重要的研究工具,，近年來發(fā)展快速,，品牌也眾多。

    多光子顯微鏡因擁有較深的成像深度,，和較高的對(duì)比度在生物成像中有著重要的意義,，但是它通常需要較高的功率。結(jié)合時(shí)間上展開的超短脈沖可以實(shí)現(xiàn)超快的掃描速度和較深的成像深度,，但是其本身所利用的近紅外波段的光會(huì)導(dǎo)致分辨率較低,。清華大學(xué)陳宏偉教授和北京大學(xué)席鵬研究員合作研究，結(jié)合了結(jié)構(gòu)光成像和上轉(zhuǎn)化粒子,，開發(fā)了一種基于多光子上轉(zhuǎn)化材料和時(shí)間編碼結(jié)構(gòu)光顯微鏡的高速超分辨成像系統(tǒng)(MUTE-SIM),。它可以實(shí)現(xiàn)50MHz的超高的掃描速度，并突破了衍射極限,，實(shí)現(xiàn)了超分辨成像,。相較于普通的熒光顯微鏡，該顯微鏡提升了,，并且只需要較低的激發(fā)功率,。這種超快、低功率,、多光子的超分辨技術(shù),，在分辨率高的生物深層組織成像上有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的應(yīng)用前景。

我們要指出的是,，單光子激發(fā)熒光和雙光子激發(fā)熒光,，是從熒光產(chǎn)生的機(jī)理上來區(qū)分的。而共焦則是熒光顯微鏡的一種結(jié)構(gòu),，其目的是為了，通過共焦結(jié)構(gòu),，提高整個(gè)熒光顯微鏡的空間分辨率,。所以共焦熒光顯微鏡可以根據(jù)激發(fā)光源的不同，實(shí)現(xiàn)單光子共焦熒光成像或者雙光子共焦熒光成像,。往往一個(gè)普通的雙光子熒光顯微鏡（沒有共焦結(jié)構(gòu)）其空間分辨率也可以達(dá)到單光子共焦熒光顯微鏡的水平,。這樣就可以簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)，相對(duì)來說,，就提高了激發(fā)光源的利用率,，以及熒光的探測(cè)效率，這個(gè)也是我們提倡雙光子熒光成像的原因之一,。雙光子熒光共焦顯微鏡由于雙光子效應(yīng)和共焦結(jié)構(gòu),，分辨率則會(huì)更高,，而我們通常說的共焦顯微鏡都是指單光子激發(fā)熒光的。全球多光子顯微鏡主要廠商基本情況介紹,，包括公司簡(jiǎn)介,、多光子顯微鏡產(chǎn)品型號(hào)、產(chǎn)量,、產(chǎn)值及動(dòng)態(tài)等,。

    1，光源,、光路高度整合通過精密的設(shè)計(jì),，將飛秒激光器、掃描振鏡,、PMT,、濾光片組，甚至是單光子熒光光路全套整合在一個(gè)不大的掃描頭（ScanHead）內(nèi),，無論掃描頭如何移動(dòng),，掃描頭內(nèi)的光路都可以保持穩(wěn)定不變，從而實(shí)現(xiàn)了超穩(wěn)定,、免維護(hù)的特點(diǎn),。2，配合多維度,、高精度機(jī)械控制系統(tǒng),。掃描頭直接架設(shè)在一個(gè)多維運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置上，可沿任意方向和角度移動(dòng)掃描頭,，方便對(duì)動(dòng)物樣本進(jìn)行多方位的掃描觀察,。而這在常規(guī)方案的多光子顯微鏡上有很大的實(shí)現(xiàn)難度，不但需要多個(gè)關(guān)節(jié)組合的光路導(dǎo)向機(jī)構(gòu),，并且在這些關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的時(shí)候,，都冒著極大的光路偏移的風(fēng)險(xiǎn)，以至于在使用一段時(shí)間后都需要對(duì)光路進(jìn)行再次校準(zhǔn),，而這樣的問題在我司上則完全不會(huì)發(fā)生,。3.一機(jī)多能。 多光子顯微鏡之類的先進(jìn)光學(xué)技術(shù)能夠在活生物體的大腦表面下更深地成像,。美國(guó)飛秒激光多光子顯微鏡價(jià)格多少

多光子激光掃描顯微鏡已經(jīng)成為了一個(gè)活躍且多產(chǎn)的領(lǐng)域,。清醒動(dòng)物多光子顯微鏡多光子激發(fā)

對(duì)于雙光子（2P）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(duì)于三光子（3P）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(duì)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)物多光子顯微鏡多光子激發(fā)