艾博纳UVMK:相干拉曼散射显微成像的技术突破与应用前沿
引言
在生物医学与材料科学领域,无标记、高特异性、高分辨率成像一直是科研人员追求的目标。传统荧光成像依赖外源标记,可能干扰生物分子的天然状态;而常规拉曼成像虽具化学特异性,但信号弱、成像速度慢,难以满足活细胞动态观察需求。艾博纳(Abberior)作为超分辨成像技术的领军企业,推出的UVMK相干拉曼散射(CRS)显微成像平台,整合了受激拉曼散射(SRS)与超分辨技术,实现了无标记成像的时空分辨率飞跃,为生命科学与材料研究开辟了新路径。
相干拉曼散射:原理与优势
相干拉曼散射是基于分子振动的非线性光学技术,主要包括受激拉曼散射(SRS)和相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)。与传统拉曼散射相比,CRS通过两束相干激光(泵浦光与斯托克斯光)激发分子振动,信号强度提升数个数量级,成像速度从分钟级缩短至毫秒级。
- SRS:信号强度与分子浓度线性相关,无非共振背景干扰,信噪比高,适合定量分析;
- CARS:信号更强,但存在非共振背景,需后期处理,适合快速成像。
艾博纳UVMK平台以SRS为核心,兼顾CARS模式,既保证了成像的准确性,又满足了不同场景的需求。
艾博纳UVMK的技术亮点
UVMK平台的核心优势在于超分辨整合与多模态联用,突破了传统CRS的分辨率极限:
1. 超分辨成像能力
UVMK集成了艾博纳独有的STED(受激发射损耗)技术,将CRS的空间分辨率从亚微米级(~500nm)提升至亚百纳米级(~80nm)。这一突破使得研究人员能够观察到细胞内亚细胞器(如脂质小体、线粒体嵴)的精细结构,甚至单个蛋白质复合物的分布。
2. 高时空分辨率
平台采用高速扫描技术与高灵敏度探测器,时间分辨率可达毫秒级,能够捕捉活细胞内脂质代谢、蛋白质动态组装等快速过程。例如,在神经细胞中,可实时观察神经递质囊泡的释放与再循环。
3. 多模态成像联用
UVMK支持CRS与荧光成像的同步联用。研究人员可同时获取无标记的化学信息(如脂质、核酸)与标记的特定蛋白定位,实现“化学-结构-功能”的多维度分析。此外,平台还兼容共聚焦、TIRF等模式,满足多样化实验需求。
4. 低光毒性与活细胞兼容性
通过优化激光功率与扫描策略,UVMK将光毒性降至最低,可实现活细胞数小时的连续成像。这对于研究细胞周期、胚胎发育等长期动态过程至关重要。
应用场景:从基础科研到临床转化
UVMK的无标记、高分辨率特性使其在多个领域展现出巨大潜力:
1. 生物医学研究
- 脂质代谢与肿瘤:通过SRS成像,可定量分析肿瘤细胞内脂质滴的大小、分布及动态变化,揭示肿瘤代谢重编程机制;
- 神经科学:观察神经元内髓鞘的结构完整性,研究阿尔茨海默病等神经退行性疾病中脂质异常积累;
- 药物研发:实时监测药物分子在细胞内的分布与代谢,评估药物疗效与毒性。
2. 材料科学
- 聚合物相分离:无标记成像聚合物共混物的相结构,分析材料的力学性能与微观结构的关系;
- 纳米材料表征:观察纳米颗粒在聚合物基质中的分散状态,优化材料的导电性、催化活性等性能。
3. 临床诊断
UVMK的快速成像能力可用于病理切片的无标记分析。例如,通过检测组织中脂质、蛋白质的异常分布,辅助肿瘤的早期诊断与分型,避免传统染色方法的主观性与耗时性。
优势与展望
艾博纳UVMK平台的出现,解决了传统成像技术的诸多痛点:无标记避免了外源干扰,超分辨突破了分辨率极限,多模态联用实现了信息互补。未来,UVMK有望进一步整合人工智能算法,实现图像的自动分析与定量,推动精准医疗与材料设计的发展。
总之,艾博纳UVMK相干拉曼散射显微成像平台,以其技术创新与应用广度,成为连接基础科研与临床转化的桥梁,为各领域的研究提供了强大的工具支持。
艾博纳微纳米科技有限公司是一家位于苏州市高新区(Medpark)和江苏省淮安市的高科技企业,成立于2022年8月。公司专注于高端光学科学仪器和医学成像设备的研发、制造与销售。
其产品涵盖显微成像解决方案、真空与镀膜技术以及光学元件,产品范围从基础光学显微镜到先进的纳米级三维成像显微镜。
公司还致力于新一代人工智能驱动的科学设备研发,聚焦于纳米尺度二维材料电子器件(如石墨烯芯片)的应用研究,并结合诺贝尔奖获奖技术进行创新探索。
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