多光子顯微鏡因擁有較深的成像深度,和較高的對比度在生物成像中有著重要的意義,但是它通常需要較高的功率。結合時間上展開的超短脈沖可以實現超快的掃描速度和較深的成像深度,但是其本身所利用的近紅外波段的光會導致分辨率較低。清華大學陳宏偉教授和北京大學席鵬研究員合作研究,結合了結構光成像和上轉化粒子,開發了一種基于多光子上轉化材料和時間編碼結構光顯微鏡的高速超分辨成像系統(MUTE-SIM)。它可以實現50MHz的超高的掃描速度,并突破了衍射極限,實現了超分辨成像。相較于普通的熒光顯微鏡,該顯微鏡提升了,并且只需要較低的激發功率。這種超快、低功率、多光子的超分辨技術,在分辨率高的生物深層組織成像上有著長遠的應用前景。 多光子顯微鏡能提供多種對比度機制。嚙齒類多光子顯微鏡成像分辨率
多光子顯微鏡的前景巨大 作為一個多學科交叉、知識密集、資金密集的高技術產業,多光子顯微鏡涉及醫學、生物學、化學、物理學、電子學、工程學等學科,生產工藝相對復雜,進入門檻較高,是衡量一個國家制造業和高科技發展水平的重要標準之一。過去的5年,多光子顯微鏡市場集中,由于投產生產的成本較高,技術難度大,目前涌現的新企業不多。顯微鏡作為一個傳統的高科技行業,其作用至今沒有被其他技術顛覆,只是不斷融合并發展相關技術,在醫療和其他精密檢測領域發揮著更大的作用。顯微鏡的商業化發展已進入成熟期,主要需求來自教學、生命科學的研究及精密檢測等,全球市場呈現平緩的增長態勢。然而,**、、顯微鏡產品(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展潛力巨大。 美國全自動多光子顯微鏡單分子成像定位多光子顯微鏡可以進行深層成像,且具有三維成像的能力,可以應用于拍攝不透明的厚樣品。
多光子激發在紫外成像的優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,維持水分、離子濃度、氧和養分的流通。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。多光子顯微鏡則能夠滿足此,而且還具有很多優點。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。
從產品類型及技術方面來看,正置顯微鏡占據絕大多數市場。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%。從產品市場應用情況來看,研究機構為主要應用領域,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%。多光子顯微鏡銷售/營銷策略建議。
某種物質能產生熒光,首要條件是分子必須具有吸收的結構,即生色團(分子中具有吸收特征頻率的光能的基團)。其次,該物質必須具有一定的量子產率和適宣的環境。我們把分子中發射熒光的基團稱為熒光團。熒光團一定是生色團,但生色團不一定是熒光團。因為,如果生色團的量子產率等于零,就不能發射出熒光,處于激發態的分子,可以由許多方式(如熱,碰撞)把能量釋放出來,發射熒光只是其中的一種方式。此外,一種物質吸收光的能力及量子產率又與物質所處的環境密切相關。顯微鏡簡史:從光到多光子顯微鏡。模塊化多光子顯微鏡成像精度
多光子顯微鏡適用于動物大腦皮層深層(400微米)細胞的形態、生理學研究。嚙齒類多光子顯微鏡成像分辨率
單光子激發熒光的過程,就是熒光分子吸收一個光子,從基態躍遷到激發態,躍遷以后,能量較大的激發態分子,通過內轉換把部分能量轉移給周圍的分子,自己回到比較低電子激發態的比較低振動能級。處于比較低電子激發態的比較低振動能級的分子的平均壽命大約在 10s 左右。這時它不是通過內轉換的方式來消耗能量,回到基態,而是通過發射出相應的光量子來釋放能量,回到基態的各個不同的振動能級時,就發射熒光。因為在發射熒光以前已經有一部分能量被消耗,所以發射的熒光的能量要比吸收的能量小,也就是熒光的特征波長要比吸收的特征波長來的長。嚙齒類多光子顯微鏡成像分辨率