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(yù)計到2027年該部分市場將達到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到13.32百萬美元,預(yù)計到2027年該部分市場將達到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構(gòu)應(yīng)用消費量為174臺,預(yù)計2027年達到349臺,2021-2027年復(fù)合增長率(CAGR)為9.72%。利用多光子顯微鏡,進行無損、高分辨率的生物組織層析成像。在體多光子顯微鏡研究
國內(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(xué)主要部件設(shè)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。未來國產(chǎn)多光子激光掃描顯微鏡替代空間大。目前中國使用的多光子激光掃描顯微鏡幾乎被徠卡顯微系統(tǒng)、蔡司、尼康和奧林巴斯壟斷。國內(nèi)有能力開始生產(chǎn)多光子激光掃描顯微鏡的企業(yè)極少,若國內(nèi)能夠制造出高性能、高可靠性的多光子激光掃描顯微鏡,無異是會面臨極大的市場機遇。美國bruker多光子顯微鏡準(zhǔn)確定位高效激發(fā),長波長照射,多光子顯微鏡提升樣品存活率。
雙光子熒光顯微成像主要有以下優(yōu)點∶a.光損傷小∶雙光子熒光顯微鏡使用可見光或近紅外光作為激發(fā)光,對細胞和組織的光損傷很小,適合于長時間的研究;b.穿透能力強∶相對于紫外光,可見光或近紅外光具有很強的穿透性,可以對生物樣品進行深層次的研究;c.高分辨率∶由于雙光子吸收截面很小P,只有在焦平面很小的區(qū)域內(nèi)可以激發(fā)出熒光,雙光子吸收局限于焦點處的體積約為λ范圍內(nèi);d.漂白區(qū)域很小,焦點以外不發(fā)生漂白現(xiàn)象。e.熒光收集率高。與共聚焦成像相比,雙光子成像不需要光學(xué)濾波器,提高了熒光收集率。收集效率提高直接導(dǎo)致圖像對比度提高。f.對探測光路的要求低。由于激發(fā)光與發(fā)射熒光的波長差值加大以及自發(fā)的三維濾波效果,多光子顯微鏡對光路收集系統(tǒng)的要求比單光子共焦顯微鏡低得多,光學(xué)系統(tǒng)相對簡單。g.適合多標(biāo)記復(fù)合測量。許多染料熒光探針的多光子激發(fā)光譜要比單光子激發(fā)譜寬闊,這樣,可以利用單一波長的激發(fā)光同時激發(fā)多種染料,從而得到同一生命現(xiàn)象中的不同信息,便于相互對照、補充。
多束掃描技術(shù)可以同時對神經(jīng)元組織的不同位置進行成像對兩個遠距離(相距大于1-2mm)的成像部位,通常使用兩條單獨的路徑進行成像;對于相鄰區(qū)域,通常使用單個物鏡的多光束進行成像。多光束掃描技術(shù)必須特別注意激發(fā)光束之間的串?dāng)_問題,這個問題可以通過事后光源分離方法或時空復(fù)用方法來解決。事后光源分離方法指的是用算法來分離光束消除串?dāng)_;時空復(fù)用方法指的是同時使用多個激發(fā)光束,每個光束的脈沖在時間上延遲,這樣就可以暫時分離被不同光束激發(fā)的單個熒光信號。引入越多路光束就可以對越多的神經(jīng)元進行成像,但是多路光束會導(dǎo)致熒光衰減時間的重疊增加,從而限制了區(qū)分信號源的能力;并且多路復(fù)用對電子設(shè)備的工作速率有很高的要求;大量的光束也需要更高的激光功率來維持近似單光束的信噪比,這會容易導(dǎo)致組織損傷。融合光譜技術(shù),多光子顯微鏡實現(xiàn)更豐富的生物組織信息獲取。
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**了一種簡單且廉價的升級,可以顯著提高系統(tǒng)性能。事實上,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,這對于實現(xiàn)高信噪比和測量靈敏度至關(guān)重要。多光子顯微鏡,突破生物組織成像深度,洞察細胞間的奧秘。在體多光子顯微鏡研究
多光子顯微鏡,實現(xiàn)無創(chuàng)、無標(biāo)記的生物組織觀測方案。在體多光子顯微鏡研究
針對雙光子熒光顯微鏡的特點,從理論上分析雙光子成像特點,并搭建一套時間、空間分辨率高,能實時、動態(tài)、多參數(shù)測量的雙光子熒光顯微鏡系統(tǒng)。具體系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)∶(1)能對不同染料的雙光子熒光進行探測;(2)用特定染料對樣品標(biāo)記以后,能實現(xiàn)雙光子熒光的三維成像;(3)通過實驗的研究,改進雙光子熒光顯微成像系統(tǒng);(4)在保證成像質(zhì)量的前提下,簡化整個系統(tǒng),使得實驗操作方便、安全。單光子激發(fā)熒光的過程,就是熒光分子吸收一個光子,從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),躍遷以后,能量較大的激發(fā)態(tài)分子,通過內(nèi)轉(zhuǎn)換把部分能量轉(zhuǎn)移給周圍的分子,自己回到比較低電子激發(fā)態(tài)的比較低振動能級。處于比較低電子激發(fā)態(tài)的比較低振動能級像在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)成像研究中顯示了較大的優(yōu)勢。而在顯微成像中,雙光子熒光顯微鏡憑其獨有的優(yōu)點,成為研究細胞結(jié)構(gòu)和功能檢測的重要工具。在體多光子顯微鏡研究