通過添加FACED模塊，可以將基于標(biāo)準(zhǔn)振鏡的現(xiàn)有2PM輕松轉(zhuǎn)換為千赫茲成像系統(tǒng),。FACED雙光子熒光顯微鏡遵循光柵掃描，需要很少的計算處理,，在稀疏或密集的標(biāo)記樣本中均可以使用,，并且不受串?dāng)_的影響,，而且對整個圖像平面采樣后可以進行運動校正。實驗中沒有觀察到光損傷的跡象,，此外,，子脈沖延遲到達(dá)相同的樣品位置，能為熒光團提供充足的時間使其從易于破壞的暗態(tài)返回到基態(tài),，可以明顯減少光漂白,。使用現(xiàn)有的傳感器，F(xiàn)ACED雙光子熒光顯微鏡可以提供足夠的速度和靈敏度來檢測神經(jīng)元過程中的鈣瞬變和谷氨酸瞬變,，以及來自細(xì)胞體的尖峰和亞閾值電壓,。該組使用基于FACED的2PM顯微鏡，在小鼠大腦中實現(xiàn)了千赫茲速率的神經(jīng)活動成像,。在物鏡平均激光功率為10-85mW下,，他們測量了清醒小鼠中V1神經(jīng)元的自發(fā)性和感覺誘發(fā)性的超閾值和亞閾值電位活動。光子顯微成像技術(shù)不是什么新技術(shù),，早在20多年前就有了,，目前已經(jīng)在生命科學(xué)和材料科學(xué)中廣泛應(yīng)用。美國模塊化多光子顯微鏡代理商

    雙光子顯微鏡工作原理是將超快的紅外激光脈沖傳輸?shù)綐悠分?，在樣品中與組織或熒光標(biāo)記相互作用,，這些組織或熒光標(biāo)記發(fā)出用于創(chuàng)建圖像的信號。雙光子顯微鏡被多用于生物學(xué)研究,，因為它能夠產(chǎn)生高分辨率的3-D圖像,，深度達(dá)1毫米。然而,，這些優(yōu)點帶來了有限的成像速度,，因為微光條件需要逐點圖像采集和重建的點檢測器。為了加快成像速度,，科學(xué)家之前開發(fā)了一種多焦點激光照明方法,，該方法使用數(shù)字微鏡設(shè)備(DMD)，這是一種通常用于投影儀的低成本光掃描儀,。此前人們認(rèn)為這些DMD不能與超快激光一起工作,。然而現(xiàn)在解決了這個問題，這使得DMD在超快激光應(yīng)用中得以應(yīng)用,，這些應(yīng)用包括光束整形,、脈沖整形、快速掃描和雙光子成像,。DMD在樣品內(nèi)隨機選擇的位置上產(chǎn)生5到30點聚焦激光,。 bruker多光子顯微鏡峰值功率密度多光子顯微鏡可以進行深層成像，且具有三維成像的能力,，可以應(yīng)用于拍攝不透明的厚樣品,。

對于雙光子（2P）成像而言，離焦和近表面熒光激發(fā)是兩個比較大的深度限制因素,，而對于三光子（3P）成像這兩個問題大大減小,，但是三光子成像由于熒光團的吸收截面比2P要小得多，所以需要更高數(shù)量級的脈沖能量才能獲得與2P激發(fā)的相同強度的熒光信號,。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，以便及時采樣神經(jīng)元活動,；需要更高的脈沖能量,，以便在每個像素停留時間內(nèi)收集足夠的信號。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)元活動與行為聯(lián)系起來，需要同時監(jiān)控非常龐大且分布普遍的神經(jīng)元的活動,，大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會在幾十毫秒內(nèi)處理傳入的刺激,，要想了解這種快速的神經(jīng)元動力學(xué)，就需要MPM具備對神經(jīng)元進行快速成像的能力,?？焖費PM方法可分為單束掃描技術(shù)和多束掃描技術(shù)。

比較兩表格中的相關(guān)參數(shù)可以看出,，基于分子光學(xué)標(biāo)記的成像技術(shù)已經(jīng)在生物活檢和基因表達(dá)規(guī)律方面展示了較大的優(yōu)勢,。例如，正電子發(fā)射斷層成像（PET）可實現(xiàn)對分子代謝的成像,，空間分辨率∶1-2mm,，時間分辨率;分鐘量級。與PET比較,，光學(xué)成像的應(yīng)用場合更廣（可測量更多的參數(shù),，請參見表1-1），且具有更高的時間分辨率（秒級）,，空間分辨率可達(dá)到微米,。因此，二者相比,，雖然光學(xué)成像在測量深度方面不及PET,，但在測量參數(shù)種類與時空分辨率方面有一定優(yōu)勢。對于小動物（如小白鼠）研究來說,，光學(xué)成像技術(shù)可以實現(xiàn)小動物整體成像和在體基因表達(dá)成像,。例如，初步研究表明,，熒光介導(dǎo)層析成像可達(dá)到近10cm的測量深度;基于多光子激發(fā)的顯微成像技術(shù)可望實現(xiàn)小鼠體內(nèi)基因表達(dá)的實時在體成像,。多光子顯微鏡被認(rèn)為是,、完整生物組織成像的手段之一，其成像尺度從分子級別到整個有機體,。

根據(jù)阿貝成像原理,，許多光學(xué)成像系統(tǒng)是一個低通濾波器，物平面包含從低頻到高頻的信息,，透鏡口徑會限制高頻信息通過,，只允許一定的低頻通過，因此丟失了高頻信息會使成像所得圖像的細(xì)節(jié)變模糊,，降低分辨率,。對于三維成像來說，寬場照明時得到的信息不僅包含物鏡焦平面上樣品的部分信息,，同時還包含焦平面外的樣品信息,。由于受到焦平面外的信息干擾，常規(guī)熒光顯微鏡無法獲得層析圖像,。三維結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡能夠提高分辨率,、獲得層析圖像，是因為利用特定結(jié)構(gòu)的照明光能引入樣品的高頻信息,，當(dāng)結(jié)構(gòu)光的空間頻率足夠高時,，只有靠近焦面的部分才能被結(jié)構(gòu)光調(diào)制，超出這一區(qū)域,，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蛘彰?，也就是只有焦面附近的有限區(qū)域具有相對完整的頻譜信息，離焦后,，高頻信息迅速衰減,，所以使用高頻結(jié)構(gòu)光照明可以區(qū)分焦面和離焦區(qū)域來獲得層析圖像。然后再通過軸向掃描可以獲取樣品不同深度的焦面圖像,，重建樣品的三維結(jié)構(gòu),。利用多光子顯微鏡的光遺傳學(xué)操作能力，我們可以對某類神經(jīng)元的ji活和失活進行高精度的操作,。熒光多光子顯微鏡成像區(qū)域

全球多光子顯微鏡主要生產(chǎn)地區(qū)分析,，包括產(chǎn)量、產(chǎn)值份額等,。美國模塊化多光子顯微鏡代理商

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(xué)元件用可見光源,、光學(xué)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(xì)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,。美國模塊化多光子顯微鏡代理商