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中国之光,医工制造——中国科学院苏州医工所推出高端生物医学超/高分辨显微镜系列产品
发表日期: 2017-09-07 作者: 孙博书
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  96日,第19届中国国际光电博览会在深圳会展中心拉开帷幕。中国科学院苏州生物医学工程技术研究所在光电子技术创新馆核心区醒目登场,展出创新成果十余项,其中,包括高端显微物镜、激光扫描共聚焦显微镜、高速双光子荧光显微镜与结构光照明显微系统等在内的高端生物医学超/高分辨显微成像系列产品备受瞩目。该系列产品是国家重点科研装备研制项目“超分辨显微光学核心部件及系统研制”产出成果,经中国科院苏州医工所在高端光学显微镜及超分辨显微技术方向的多年布局,已拥有成熟的产业化产品,形成“中科希莱”品牌进行市场推广,打破了国外品牌在这一市场领域的垄断,真正实现了“中国制造”在生物医学超/高分辨显微成像领域零的突破,受到了与会各方的高度关注。 

 

  1 中国科学院苏州医工所展台 

  “中国之光,医工制造”之高端显微物镜 

  在生命科学研究领域,光学显微镜的使用率绝对位列仪器使用的前三甲,物镜又是显微镜当中最重要的部件,而我国市场上的高端显微物镜长期被徕卡、蔡司、奥林巴斯、尼康等外资公司垄断。中国科学院苏州医工所研发团队在国家重大专项支持下,经过多年攻关,具备了复杂光学系统光机结构CAD设计与CAE分析能力,同时在高分辨率、极小像差光学系统设计、杂光分析及计算机辅助装调等工程领域积累了丰富的经验。“中科希莱”品牌旗下,现已布局两个系列高端显微物镜标准产品:平场超复消色差系列显微物镜系列及长工作距平场复消色差系列显微物镜系列。此外,团队拥有世界一流的光学加工、装配与检测平台及先进光学工程中心,可按照客户要求,提供特殊物镜及系统设计、分析和制造服务,包括大NA生物显微物镜、大视场显微物镜、变焦显微物镜、医用内窥镜、工业内窥镜、显微系统用特殊照明系统等产品。其中,平场超复消色差系列显微物镜可实现最大数值孔径1.45100倍,油浸),代表了我国光学显微物镜产品的最高水平。 

 

  2 高端显微物镜 

  “中国之光,医工制造”之激光扫描共聚焦显微镜 

  激光扫描共聚焦显微镜是研究微细结构的有效技术手段和必备大型科研仪器,属目前国内外科研单位开展生物医学研究和工业检测的必备工具,在组织生物学、细胞生物学、分子生物学、基因学、胚胎学、神经学、病理学、免疫学、流行病学、肿瘤学、细菌学、病毒学等生物和医学领域有广阔的应用。长期以来,我国缺乏激光扫描共聚焦显微镜的自主研发与创新能力,相关产品全部依赖进口,这严重制约了我国的重大科学发现和技术创新,已经成为我国前沿科学研究和科学仪器行业发展的瓶颈。中国科学院苏州医工所凭借其在光学设计、激光技术以及精密光学机械加工、检测和装调等方面的技术优势,研制出具有自主知识产权的激光扫描共聚焦显微镜,并已完成在苏州大学、中国科学院上海药物所、中国科学院动物所等多家科研单位的应用且受到广泛好评。“中科希莱”品牌旗下推出的激光扫描共聚焦显微镜CLIGHT1000业已上市,并成为打破国外品牌垄断的首台国产激光扫描共聚焦显微镜,对我国生物光子学的发展具有重要意义。 

 

  3 激光扫描共聚焦显微镜 

 

  4 小鼠脑部海马齿状回神经元共聚焦成像@CLIGHT1000 

  “中国之光,医工制造”之高速双光子荧光显微镜 

  本产品围绕国内生物在体高速成像的需求,深入研究并掌握了基于12kHz共振扫描器和磷砷化镓探测器的高速高灵敏度在体双光子成像技术,开发了专用于生物在体成像的高速高分辨双光子显微镜系统,实现了深表层和高速神经功能成像,并能与电生理、光遗传等常用生理仪器完全同步联合运作。目前,国内用于观测脑神经动态信号的光学成像仪器几乎全部依赖进口,严重欠缺自主研发力量,相关研究以跟踪前沿研究为主。中国科学院苏州医工所推出的“中科希莱”品牌高速双光子荧光显微镜产品,已销售到以色列耶路撒冷希伯来大学、北京大学分子生物研究所、中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所等国内外多家高校及研究所,不仅使我国在这一技术领域跻身国际前列,更迈出了“中国制造”生物医学超分辨显微成像产品走向国际的第一步。 

 

  5 高速双光荧光显微镜 

 

  6 高速双光子荧光显微镜成像 

  (从左至右:老鼠大脑成像、单个神经元形态成像、神经元群落成像、树突与树突棘成像) 

  “中国之光,医工制造”之结构光照明显微系统 

  结构光照明(SIM)显微系统利用多光束干涉产生的条纹结构光调制待观测样品,然后根据多幅结构光调制图像重构出样品的超分辨信息。相比于其它超分辨显微技术,SIM显微镜具有成像速度快、荧光标记物适应性好、光毒性弱等优点,其分辨率可以达到普通宽场显微镜的2倍。中国科学院苏州医工所推出的“中科希莱”品牌SIM显微系统优化了通用SIM显微系统的光学结构,对整个结构光照明显微系统的关键部件进行了模块化设计,保证了系统成像性能的同时具有了更加优秀的系统稳定性和后期可扩展性,还可就成像视场、激光波长、显微物镜等参数根据客户需求定制。此产品可直接观测固定样片与活体细胞,在微生物形态与结构研究、细胞结构分析、药物筛查和细胞内部物质输运等生物医疗领域有着广泛的应用。 

 

  7 结构光照明(SIM)显微系统 

 

  8 Hela细胞微丝图像,3DSIM重构图像(),普通荧光显微图像() 

  中国科学院苏州医工所致力于我国生物医学的重大需求,以引领和服务我国生物医学工程技术及其产业的创新发展为己任,多年来不断探索“科技创新和成果转化机制创新双轮驱动、研产协同创新与融合发展”的模式。“中科希莱”品牌是专注于生命科学领域的民族品牌,致力于科学技术与工程技术的融合,提供有竞争力的仪器和服务,为客户关注的挑战创造最佳解决方案。据悉,中国科学院苏州医工所将继续以“中科希莱”品牌在高端生命科学仪器方向展开布局,不断突破技术创新,推动产品产业化、市场化,倾力打造享誉世界的中国品牌。 

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