與傳統(tǒng)的單光子寬視野熒光顯微鏡相比，多光子顯微鏡（MPM）具有光學切片和深層成像等功能,，這兩個優(yōu)勢極大地促進了研究者們對于完整大腦深處神經(jīng)的了解與認識,。2019年，JeromeLecoq等人從大腦深處的神經(jīng)元成像、大量神經(jīng)元成像,、高速神經(jīng)元成像這三個方面論述了相關(guān)的MPM技術(shù)[1],。想要將神經(jīng)元活動與復雜行為聯(lián)系起來,，通常需要對大腦皮質(zhì)深層的神經(jīng)元進行成像,，這就要求MPM具有深層成像的能力。激發(fā)和發(fā)射光會被生物組織高度散射和吸收是限制MPM成像深度的主要因素,，雖然可以通過增加激光強度來解決散射問題,，但這會帶來其他問題，例如燒壞樣品,、離焦和近表面熒光激發(fā),。增加MPM成像深度比較好的方法是用更長的波長作為激發(fā)光。多光子顯微鏡能提供多種對比度機制,。美國嚙齒類多光子顯微鏡研究

從產(chǎn)品類型及技術(shù)方面來看,，正置顯微鏡占據(jù)絕大多數(shù)市場。2020年,，全球多光子激光掃描正置顯微鏡市場達到87.30百萬美元,，預計到2027年該部分市場將達到154.02百萬美元，年復合增長率（2021-2027）為8.48%,。中國多光子激光掃描正置顯微鏡市場達到13.32百萬美元,，預計到2027年該部分市場將達到25.21百萬美元，年復合增長率（2021-2027）為9.58%,。從產(chǎn)品市場應用情況來看,，研究機構(gòu)為主要應用領域，2020年約占全球市場46.28%,。2020年,，全球多光子激光掃描顯微鏡研究機構(gòu)應用消費量為174臺，預計2027年達到349臺,，2021-2027年復合增長率（CAGR）為9.72%,。熒光多光子顯微鏡配置顯微鏡產(chǎn)品正拉動市場需求，多光子顯微鏡市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

多光子激發(fā)在紫外成像的優(yōu)勢在可見光脈沖中能得到紫外衍射的顯微觀察像,。即使不使用紫外域光源,、光學元件用可見光源、光學元件就能得到紫外光激勵的高空間分辨率圖像,。多光子在生物成像中的優(yōu)勢在生物顯微鏡觀察方面,，較早考慮的是不損壞生物本身的活性狀態(tài)，維持水分,、離子濃度,、氧和養(yǎng)分的流通。在光觀察場合，無論是熱還是光子能量方面都必須停留在細胞不受損傷的照射量,、光能量內(nèi),。多光子顯微鏡則能夠滿足此，而且還具有很多優(yōu)點,。如三維分辨率,、深度侵入、在散射效率,、背景光,、信噪比、控制等方面,，均有以往激光顯微鏡不具備,，或具有無法比擬的超越特性。

隨著生物分子光學標記技術(shù)的不斷進步,，光學技術(shù)在揭示生命活動基本規(guī)律的研究中正發(fā)揮越來越重要的作用,，也為醫(yī)學診療提供了更多、更有效的手段,。生物醫(yī)學光學（BiomedicalOptics）是近年來受到國際光學界和生物醫(yī)學界關(guān)注的研究熱點,，在生物活檢、光動力,、細胞結(jié)構(gòu)與功能檢測,、基因表達規(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大腦活動與功能進行多層面的研究,。細胞重大生命活動（包括細胞增殖,、分化、凋亡及信號轉(zhuǎn)導）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）相互作用來實現(xiàn)的,。蛋白質(zhì)作為基因調(diào)控的產(chǎn)物，與細胞和機體生理過程代謝直接相關(guān),，深入研究基因表達及蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用不僅能揭示生命活動的基本規(guī)律,，同時也能深入了解疾病發(fā)生的分子機理，進而為尋找更有效的藥物分子,、提高藥物篩選和藥物設計的效率提供新的方法和思路,。多光子顯微鏡的大多數(shù)補償器都采用棱鏡。

世界多光子激光掃描顯微鏡產(chǎn)業(yè)主要布局在德國和日本,，德國是以徠卡顯微系統(tǒng)和蔡司為,，而日本以尼康和奧林巴斯公司為，2020年,，上述企業(yè)占據(jù)著世界多光子激光掃描顯微鏡市場 64.44%的市場份額,，其發(fā)展戰(zhàn)略左右著多光子激光掃描顯微鏡市場的走向,。目前世界市場對多光子激光掃描顯微鏡的需求在增長，中國市場這方面的需求增長更快,，未來五年多光子激光掃描顯微鏡市場的發(fā)展在中國將具有很大的發(fā)展?jié)摿?。國?nèi)顯微鏡制造市場目前斷層嚴重。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、光學重要部件設計及工藝嚴重制約產(chǎn)業(yè)升級,。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,，企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營將騰躍至一個更高的格局,。多光子顯微鏡可以更好的了解神經(jīng)信號之間復雜動態(tài)的編碼過程。清醒動物多光子顯微鏡代理商

多光子顯微鏡的分辨率比傳統(tǒng)的單光子共聚焦要低的多,。美國嚙齒類多光子顯微鏡研究

使用MPM對神經(jīng)元進行成像時,，通過隨機訪問掃描—即激光束在整個視場上的任意選定點上進行快速掃描—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記的神經(jīng)纖維,，還可以優(yōu)化激光束的掃描時間,。隨機訪問掃描可以通過聲光偏轉(zhuǎn)器（AOD）來實現(xiàn)，其原理是將具有一個射頻信號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,，激光束通過光柵時發(fā)生衍射。通過射頻電信號調(diào)控聲波的強度和頻率從而可以改變衍射光的強度和方向,，這樣使用1個AOD就可以實現(xiàn)一維橫向的任意點掃描,，利用1對AOD，結(jié)合其他軸向掃描技術(shù)可實現(xiàn)3D的隨機訪問掃描,。但是該技術(shù)對樣本的運動很敏感,，易出現(xiàn)運動偽影。目前,，快速光柵掃描即在FOV中進行逐行掃描,，由于利用算法可以輕松解決運動偽影而被普遍的使用。美國嚙齒類多光子顯微鏡研究