Ca2+是重要的第二信使，對(duì)于調(diào)節(jié)細(xì)胞的生理反應(yīng)具有重要的作用,，開發(fā)和利用雙光子熒光顯微成像技術(shù)對(duì)Ca2+熒光信號(hào)進(jìn)行觀測(cè),，可以從某些方面對(duì)有機(jī)體或細(xì)胞的變化機(jī)制進(jìn)行分析,，具有重要的意義,。利用雙光子熒光顯微成像技術(shù)可以觀察細(xì)胞內(nèi)用熒光探針標(biāo)記的 Ca2*的時(shí)間和空間的熒光圖像的變化，還可以觀察細(xì)胞某一層面或局部的（Ca2+）熒光圖像和變化,。通過對(duì)單細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn),，Ca2+不僅在細(xì)胞局部區(qū)域間的分布是不均勻的，而且細(xì)胞內(nèi)各局部區(qū)域的不同深度或?qū)哟伍g也存在不同程度的 Ca2+梯差即所謂的空間 Ca2梯差,。顯微鏡簡史：從光到多光子顯微鏡,。進(jìn)口多光子顯微鏡研究

國內(nèi)顯微鏡制造市場(chǎng)目前斷層嚴(yán)重。目前我國顯微鏡行業(yè)發(fā)展缺乏技術(shù)沉淀,，20年以上經(jīng)營積累的企業(yè)十分稀缺,，深度精密制造、光學(xué)主要部件設(shè)計(jì)及工藝嚴(yán)重制約產(chǎn)業(yè)升級(jí),。目前中國顯微鏡中如多光子顯微鏡,、共聚焦掃描和電子顯微鏡等主要集中在徠卡顯微系統(tǒng)、蔡司,、尼康,、奧林巴斯等國外企業(yè)。國內(nèi)具備生產(chǎn)顯微鏡能力的企業(yè)屈指可數(shù),，若國內(nèi)顯微鏡企業(yè)能打破技術(shù)壁壘,，切入顯微鏡市場(chǎng)，企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營將騰躍至一個(gè)更高的格局,。未來國產(chǎn)多光子激光掃描顯微鏡替代空間大,。目前中國使用的多光子激光掃描顯微鏡幾乎被徠卡顯微系統(tǒng)、蔡司,、尼康和奧林巴斯壟斷,。國內(nèi)有能力開始生產(chǎn)多光子激光掃描顯微鏡的企業(yè)極少,，若國內(nèi)能夠制造出高性能、高可靠性的多光子激光掃描顯微鏡,，無異是會(huì)面臨極大的市場(chǎng)機(jī)遇,。美國嚙齒類多光子顯微鏡暗場(chǎng)成像顯微鏡產(chǎn)品正拉動(dòng)市場(chǎng)需求，多光子顯微鏡市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

當(dāng)激光光束焦點(diǎn)的位置在鏡面上,，此時(shí)被反射的激光在無限空間中成為準(zhǔn)直光束,，并在OBJ2的焦平面上形成了一個(gè)激光光斑。同理,，如果橫向掃描光束,，則會(huì)形成遠(yuǎn)離傾斜鏡鏡面的焦點(diǎn)，這又導(dǎo)致返回的光束會(huì)聚或發(fā)散,，進(jìn)而OBJ2能在軸向不同位置形成焦點(diǎn),，通過這種方式即能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的軸向掃描。對(duì)于較小的傾斜角,，聚焦沒有球差,。該組在實(shí)驗(yàn)中表征了這種將橫向掃描轉(zhuǎn)換為軸向掃描技術(shù)的光學(xué)性能，并使用它將光片顯微鏡的成像速度提升了一個(gè)數(shù)量級(jí),，從而可以在三個(gè)維度上量化快速的囊泡動(dòng)力學(xué),。該組還演示了使用雙光子光柵掃描顯微鏡以12 kHz進(jìn)行共振遠(yuǎn)程聚焦，該技術(shù)可對(duì)大腦組織和斑馬魚心臟動(dòng)力學(xué)進(jìn)行快速成像,，并具有衍射極限的分辨率,。

對(duì)兩個(gè)遠(yuǎn)距離（相距大于1-2 mm）的成像部位，通常使用兩條單獨(dú)的路徑進(jìn)行成像,；對(duì)于相鄰區(qū)域,，通常使用單個(gè)物鏡的多光束進(jìn)行成像。多光束掃描技術(shù)必須特別注意激發(fā)光束之間的串?dāng)_問題,，這個(gè)問題可以通過事后光源分離方法或時(shí)空復(fù)用方法來解決,。事后光源分離方法指的是用算法來分離光束消除串?dāng)_；時(shí)空復(fù)用方法指的是同時(shí)使用多個(gè)激發(fā)光束,，每個(gè)光束的脈沖在時(shí)間上延遲,，這樣就可以暫時(shí)分離被不同光束激發(fā)的單個(gè)熒光信號(hào)。引入越多路光束就可以對(duì)越多的神經(jīng)元進(jìn)行成像,，但是多路光束會(huì)導(dǎo)致熒光衰減時(shí)間的重疊增加,，從而限制了區(qū)分信號(hào)源的能力；并且多路復(fù)用對(duì)電子設(shè)備的工作速率有很高的要求,；大量的光束也需要更高的激光功率來維持近似單光束的信噪比,，這會(huì)容易導(dǎo)致組織損傷。利用多光子顯微鏡的光遺傳學(xué)操作能力,，我們可以對(duì)某類神經(jīng)元的ji活和失活進(jìn)行高精度的操作,。

單束掃描技術(shù)可以高速遍歷大視場(chǎng)（FOV）的神經(jīng)組織：使用MPM對(duì)神經(jīng)元進(jìn)行成像時(shí),，通過隨機(jī)訪問掃描—即激光束在整個(gè)視場(chǎng)上的任意選定點(diǎn)上進(jìn)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(biāo)記的神經(jīng)纖維,，還可以優(yōu)化激光束的掃描時(shí)間,。隨機(jī)訪問掃描（圖1）可以通過聲光偏轉(zhuǎn)器（AOD）來實(shí)現(xiàn)，其原理是將具有一個(gè)射頻信號(hào)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(shí)發(fā)生衍射。通過射頻電信號(hào)調(diào)控聲波的強(qiáng)度和頻率從而可以改變衍射光的強(qiáng)度和方向,，這樣使用1個(gè)AOD就可以實(shí)現(xiàn)一維橫向的任意點(diǎn)掃描,，利用1對(duì)AOD，結(jié)合其他軸向掃描技術(shù)可實(shí)現(xiàn)3D的隨機(jī)訪問掃描,。但是該技術(shù)對(duì)樣本的運(yùn)動(dòng)很敏感,，易出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偽影。目前,，快速光柵掃描即在FOV中進(jìn)行逐行掃描,，由于利用算法可以輕松解決運(yùn)動(dòng)偽影而被普遍的使用。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,。進(jìn)口多光子顯微鏡研究

OCT可以用于損傷修復(fù)監(jiān)測(cè),。Yeh等用OCT,、多光子顯微鏡,。進(jìn)口多光子顯微鏡研究

作為一個(gè)多學(xué)科交叉、知識(shí)密集,、資金密集的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),，多光子顯微鏡涉及醫(yī)學(xué)、生物學(xué),、化學(xué),、物理學(xué)、電子學(xué),、工程學(xué)等學(xué)科,，生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜，進(jìn)入門檻較高,，是衡量一個(gè)國家制造業(yè)和高科技發(fā)展水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,。過去的5年，多光子顯微鏡市場(chǎng)集中,，由于投產(chǎn)生產(chǎn)的成本較高,，技術(shù)難度大，目前涌現(xiàn)的新企業(yè)不多,。顯微鏡作為一個(gè)傳統(tǒng)的高科技行業(yè),，其作用至今沒有被其他技術(shù)顛覆,，只是不斷融合并發(fā)展相關(guān)技術(shù)，在醫(yī)療和其他精密檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮著更大的作用,。顯微鏡的商業(yè)化發(fā)展已進(jìn)入成熟期,，主要需求來自教學(xué)、生命科學(xué)的研究及精密檢測(cè)等,，全球市場(chǎng)呈現(xiàn)平緩的增長態(tài)勢(shì),。然而，顯微鏡產(chǎn)品（如多光子顯微鏡,、電子顯微鏡）正拉動(dòng)市場(chǎng)需求,，多光子顯微鏡市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆＿M(jìn)口多光子顯微鏡研究