作為一個(gè)多學(xué)科交叉、知識密集、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)的研究及精密檢測等,全球市場呈現(xiàn)平緩的增長態(tài)勢。然而,顯微鏡產(chǎn)品(如多光子顯微鏡、電子顯微鏡)正拉動市場需求,多光子顯微鏡市場發(fā)展?jié)摿薮?。證實(shí)了多光子顯微鏡對皮膚和別的皮膚病的診斷的可行性。bruker多光子顯微鏡多光子激發(fā)
與傳統(tǒng)的單光子寬視野熒光顯微鏡相比,多光子顯微鏡具有光學(xué)切片和深層成像等功能,這兩個(gè)優(yōu)勢極大地促進(jìn)了研究者們對于完整大腦深處神經(jīng)的了解與認(rèn)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(gè)方面論述了相關(guān)的MPM技術(shù)。想要將神經(jīng)元活動與復(fù)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(jìn)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(qiáng)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。模塊化多光子顯微鏡技術(shù)多光子共聚焦掃描顯微鏡比雙光子共聚焦掃描顯微鏡具有更高的空間分辨率。
SternandJeanMarx在評論中說:祖家能夠在更為精細(xì)的層次研究樹突的功能,這在以前是完全不可能的。新的技術(shù)(如腦片的膜片鉗和雙光子顯微使人們對樹突的計(jì)算和神經(jīng)信號處理中的作用有了更好的理解。他們解釋了是樹突模式和形狀多樣性,及其獨(dú)特的電、及其獨(dú)特的電化學(xué)特征使神經(jīng)元完成了一系列的專門任務(wù)。雙光子與共聚焦在發(fā)育生物學(xué)中的應(yīng)用雙光子∶每2.5分鐘掃描一次,觀察24小時(shí),發(fā)育到桑椹胚和胚泡階段共聚焦∶每15分鐘掃描一次,觀察8小時(shí)后細(xì)胞分裂停止,不能發(fā)育到桑椹胚和胚泡階段共聚焦激發(fā)時(shí)的細(xì)胞存活率為多光子系統(tǒng)的10~20%。
使用MPM對神經(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)對樣本的運(yùn)動很敏感,易出現(xiàn)運(yùn)動偽影。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)動偽影而被普遍的使用。OCT可以用于損傷修復(fù)監(jiān)測。Yeh等用OCT、多光子顯微鏡。
多光子顯微鏡通過引入具有超高透射率、非常陡峭的邊緣和精心優(yōu)化的阻擋的濾光片,為多光子用戶帶來了增強(qiáng)的性能??紤]到激發(fā)激光器和多光子成像系統(tǒng)的其他復(fù)雜元件通常需要多少投資,這些新的光學(xué)濾光片**了一種簡單且廉價(jià)的升級,可以顯著提高系統(tǒng)性能。事實(shí)上,與傳統(tǒng)濾光片的褐**調(diào)相比,發(fā)射濾光片看起來像窗戶玻璃一樣清晰,而且LWP二向色鏡具有如此寬的反射帶,它們看起來像高反射鏡。發(fā)射濾光片還在Ti:Sapphire激光調(diào)諧范圍內(nèi)提供深度阻擋,這對于實(shí)現(xiàn)高信噪比和測量靈敏度至關(guān)重要。使用雙光子顯微鏡觀察標(biāo)本的時(shí)候,只有在焦平面上才有光漂白和光毒性。美國熒光多光子顯微鏡
突破光學(xué)成像技術(shù)的限制,多光子顯微鏡為科研工作提供新思路。bruker多光子顯微鏡多光子激發(fā)
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(dá)到87.30百萬美元,預(yù)計(jì)到2027年該部分市場將達(dá)到154.02百萬美元,年復(fù)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(dá)到13.32百萬美元,預(yù)計(jì)到2027年該部分市場將達(dá)到25.21百萬美元,年復(fù)合增長率(2021-2027)為9.58%。從產(chǎn)品市場應(yīng)用情況來看,研究機(jī)構(gòu)為主要應(yīng)用領(lǐng)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(jī)構(gòu)應(yīng)用消費(fèi)量為174臺,預(yù)計(jì)2027年達(dá)到349臺,2021-2027年復(fù)合增長率(CAGR)為9.72%。bruker多光子顯微鏡多光子激發(fā)