光學(xué)成像技術(shù)與分子生物學(xué)技術(shù)的結(jié)合為研究上述科學(xué)問題提供了條件與可能。因此,，在現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上,，急需發(fā)展新的成像技術(shù)。在動(dòng)物體內(nèi),，如何實(shí)現(xiàn)基因表達(dá)及蛋白質(zhì)之間相五作用的實(shí)時(shí)在體成像監(jiān)測(cè)是當(dāng)前迫切需要解決的重大科學(xué)技術(shù)問題,。這是也生物學(xué)、信息科學(xué)（光學(xué)）和基礎(chǔ)臨床醫(yī)學(xué)等學(xué)科共同感興趣的重大問題,。對(duì)這-一一科學(xué)問題的研究不僅有助于闡明生命活動(dòng)的基本規(guī)律,、認(rèn)識(shí)疾病的發(fā)展規(guī)律，而且對(duì)創(chuàng)新藥物研究,、藥物療效評(píng)價(jià)以及發(fā)展疾病早期診斷技術(shù)等產(chǎn)生重大影響,。多光子顯微鏡的成熟的深部組織成像技術(shù)中。還有其他類型的圖像對(duì)比提供有關(guān)樣本的有價(jià)值信息,。共聚焦多光子顯微鏡研究

2020年,，TonmoyChakraborty等人提出了一種加快2PM軸向掃描速度的方法[2]。在光學(xué)顯微鏡中,，物鏡或樣品的緩慢軸向掃描速度限制了體積成像的速度,。近年來，通過使用遠(yuǎn)程聚焦技術(shù)或電可調(diào)諧透鏡（ETL）已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了快速軸向掃描,；但是,，遠(yuǎn)程聚焦中反射鏡的機(jī)械驅(qū)動(dòng)會(huì)限制軸向掃描速度，ETL會(huì)引入球面像差和更高階像差,，從而無法進(jìn)行高分辨率成像,。為了克服這些局限性，該組引入了一種新穎的光學(xué)設(shè)計(jì),，能將橫向掃描轉(zhuǎn)換為可用于高分辨率成像的無球差的軸向掃描,。該設(shè)計(jì)有兩種實(shí)現(xiàn)方式，第一種能夠執(zhí)行離散的軸向掃描,，另一種能夠進(jìn)行連續(xù)的軸向掃描,。具體裝置如圖3a所示，由兩個(gè)垂直臂組成,，每個(gè)臂中都有一個(gè)4F望遠(yuǎn)鏡和一個(gè)物鏡,。遠(yuǎn)程聚焦臂包含一個(gè)檢流掃描鏡（GSM）和一個(gè)空氣物鏡（OBJ1），另一個(gè)臂（稱為照明臂）由一個(gè)水浸物鏡（OBJ2）構(gòu)成,。將這兩個(gè)臂對(duì)齊，以使GSM與兩個(gè)物鏡的后焦平面共軛,。準(zhǔn)直的激光束被偏振分束器反射到遠(yuǎn)程聚焦臂中,，GSM對(duì)其進(jìn)行掃描，進(jìn)而使得OBJ1產(chǎn)生的激光焦點(diǎn)進(jìn)行橫向掃描。美國進(jìn)口多光子顯微鏡實(shí)驗(yàn)操作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,。

    從應(yīng)用的行業(yè)來看,，多光子激光掃描顯微鏡主要集中于機(jī)構(gòu)、學(xué)校及醫(yī)院對(duì)生物科學(xué)的研究,。與此同時(shí),，光學(xué)玻璃、液晶材料,、濾光片,、電子元器件等光學(xué)材料則組成了上行業(yè)。處于中游的多光子激光掃描顯微鏡行業(yè)正是受到上下**業(yè)的共同影響,，才會(huì)呈現(xiàn)出目前的市場(chǎng)態(tài)勢(shì),。2020年，全球多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了,，預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到,，年復(fù)合增長率（CAGR）為（2021-2027）。中國市場(chǎng)規(guī)模增長快速,，2020年,，中國多光子激光掃描顯微鏡市場(chǎng)收入達(dá)到了，預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到,，年復(fù)合增長率（CAGR）為（2021-2027）,。本報(bào)告研究“十三五”期間全球及中國市場(chǎng)多光子激光掃描顯微鏡的供給和需求情況，以及“十四五”期間行業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè),。重點(diǎn)分析全球多光子激光掃描顯微鏡的產(chǎn)能,、產(chǎn)量、銷量,、收入和增長潛力,，歷史數(shù)據(jù)2016-2020年，預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)2021-2027年,。本文同時(shí)著重分析多光子激光掃描顯微鏡行業(yè)競爭格局,，包括全球市場(chǎng)主要廠商競爭格局和中國本土市場(chǎng)主要廠商競爭格局，重點(diǎn)分析全球主要廠商多光子激光掃描顯微鏡產(chǎn)值,、價(jià)格和市場(chǎng)份額,，全球多光子激光掃描顯微鏡產(chǎn)地分布情況等。

    基于多光子顯微鏡的神經(jīng)成像技術(shù)原理：多光子顯微鏡可用于深度成像和三維成像,，因此可用于拍攝不透明的厚樣品,。目前主要使用的多光子顯微鏡包括雙光子顯微鏡和三光子顯微鏡。雙光子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與共焦類似,，區(qū)別在于：1)雙光子顯微鏡的激發(fā)光波長比共焦長,，能量較低,，但穿透能力較強(qiáng)；2)雙光子顯微鏡沒有小孔,，提高了檢測(cè)效率,；3)雙光子顯微鏡成像深度較快提高。那么,，為什么雙光子能具有共焦顯微鏡所沒有的優(yōu)勢(shì)呢,？原因是它采用雙光子激發(fā)方式。使用波長較長的激發(fā)光子,，光子的能量較低,，因此電子需要吸收兩個(gè)這樣的激發(fā)光子才能達(dá)到激發(fā)態(tài)，從而釋放出一個(gè)熒光光子,。因此,，熒光信號(hào)的強(qiáng)度與光強(qiáng)的平方成正比。因?yàn)榻裹c(diǎn)處的光強(qiáng)較大,，只能在焦點(diǎn)處激發(fā)熒光,。波長越長，穿透力越強(qiáng),，因此雙光子顯微鏡的成像深度大于共焦顯微鏡,。由于兩個(gè)光子只在焦點(diǎn)激發(fā)熒光，不需要小孔,，而是將所有的熒光都收集起來,，提高了檢測(cè)效率。三光子顯微鏡的原理類似于雙光子顯微鏡,，利用三個(gè)激發(fā)光子可以實(shí)現(xiàn)更深的成像深度,。由于使用了更長的激發(fā)波長，穿透能力更強(qiáng),，成像深度更大,。此外，由于較強(qiáng)的非線性效應(yīng),，熒光信號(hào)的強(qiáng)度與光強(qiáng)的立方成正比,，因此比雙光子具有更低的非聚焦激發(fā)和背景噪聲。 點(diǎn)掃描多光子顯微鏡可以深入樣本并捕捉高質(zhì)量的圖像,，但這個(gè)過程極其緩慢,，因?yàn)閳D像是一次形成一個(gè)點(diǎn)。

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,。1990年A.Mayer在Science上刊文展示了雙光子激光掃描熒光顯微鏡,。美國進(jìn)口多光子顯微鏡實(shí)驗(yàn)操作

全球多光子顯微鏡主要消費(fèi)地區(qū)分析，包括消費(fèi)量及份額等,。共聚焦多光子顯微鏡研究

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。共聚焦多光子顯微鏡研究