项目简介：技术背景“眼见为实”，成像是科学研究中最重要的表征手段之一，成像设备是产品研发与产业化的重要领域。光学成像能够在生理条件下观察生命过程，是生命科学研究与医疗诊断中不可替代的成像表征方法。光学显微成像是光学成像的主要技术。新型成像技术的产生与市场化是一个非常活跃的领域，特别是能够超越远场显微镜极限的新型超高分辨率显微镜，科研需求强烈，产品需求迫切。以明星技术PALM/STORM、STED为例，从技术的产生到2014年获得诺贝尔奖，仅用不到十年时间。相关专利被显微镜公司购买并迅速推出商业化产品（徕卡STED显微镜；蔡司PALM显微镜；尼康STORM显微镜等），单台套产品售价在人民币600万元以上，具有较大的商业利润。每种成像技术各有所长，均有一定的应用领域，只能满足部分科研成像需求。生命科学研究对新型成像技术，特别是具有超高分辨能力成像技术求贤若渴。生命科学，特别是当前的纳米药物研究中，小动物级别的实验具有代表性和开创性。小动物显微成像表征对药物疗效的确定非常重要。双光子显微镜采用波长较大的近红外光激发，具有较大的组织成像深度，适合这个工作领域。但目前的双光子成像设备具有两个缺陷。

第一，成像速度慢。每帧成像时间为秒级，多帧的深度扫描成像经常需要若干分钟才能完成。保持活体小动物在成像时间内完全静止，很难实现。

第二，双光子成像只能得到传统成像分辨率，不能得到超高分辨率成像，而对当前的成像技术，超高分辨率成像已经是不可或缺的要求。

技术原理：快速双光子超高分辨率荧光显微成像镜主要依据两个策略。

第一，把单束激光分成N束激光，实现成像区域分区并行扫描，可以使成像速度提高N倍。进一步结合快速的共振扫描头与高速相机，可实现2000帧／秒的成像速度，比传统双光子显微镜的成像速度提升60至500倍；

第二，通过双光子激光激发的荧光通过同一个激光扫描头重扫描（rescan）一次，而不是通常的去扫描（descan）把空间分辨率提升为比普通双光子的2倍。