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多光子显微镜结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术，可应用于多标记固定标本和活体标本的高分辨率荧光图像采集，可同时采集明场和微分干涉图像；活体或固定标本的光切片采集和三维重建；脑片或其它厚组织标本的双光子激发荧光图像采集；快反应信号高时间分辨率线扫描图像采集和分析；细胞内重要离子浓度的测量；使用笼锁分子进行的实验；荧光共振能量转移（FRET）实验；光漂白恢复（FRAP）实验；FRAP技术可以用来测量荧光标记分子的运动和扩散；细胞和亚细胞结构的半定量分析，包括：结构属性（如形状大小）和分子属性（如荧光信号强弱）
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