
艾博纳(ABN)近日推出生物荧光共聚焦拉曼成像系统,该系统融合荧光共聚焦成像与拉曼光谱技术,为生命科学、药物研发及临床医学领域提供了一种同时获取生物样本结构细节与分子组成信息的创新工具,解决了传统单一成像技术在多维度分析上的局限。
一、 技术原理:双模态成像的精准耦合
荧光共聚焦成像与拉曼光谱技术的结合,核心在于光学系统的协同设计与信号处理算法的突破。系统采用集成化光学平台,将共聚焦荧光光路与拉曼检测光路进行精准耦合:
荧光共聚焦模块:通过激光扫描与针孔过滤技术,有效抑制背景噪声,获得亚微米级空间分辨率的三维结构图像,可清晰显示细胞内细胞器(如线粒体、内质网)的形态与分布;
拉曼光谱模块:利用分子振动的“指纹”特性,通过高光谱仪与雪崩光电二极管(APD)阵列检测样本的固有分子信息,如蛋白质的构象(α-螺旋/β-折叠)、核酸的碱基组成、脂质的不饱和程度等;
信号分离与融合:通过双色镜与滤光片组实现荧光与拉曼信号的高效分离,避免相互干扰;多模态数据融合算法则将荧光的空间定位信息与拉曼的分子特异性信息叠加,生成兼具结构清晰度与成分解析度的复合图像。
二、 核心优势:多维度分析的技术突破
该系统的优势在于实现了“结构可视化”与“分子定量化”的统一,具体体现在三个方面:
1. 互补性成像:荧光标记可靶向特定生物分子(如抗体标记的蛋白质),拉曼无标记则能提供样本的固有分子组成,两者结合可同时定位目标结构并解析其分子成分;
2. 高分辨率与特异性平衡:共聚焦技术确保空间分辨率达0.5μm以下,拉曼光谱则能区分分子的细微结构差异(如肿瘤细胞与正常细胞的脂质代谢谱差异);
3. 低损伤动态监测:采用低功率激光激发,减少对活细胞或组织的损伤,支持长时间动态观察(如细胞凋亡过程中细胞膜脂质变化与凋亡小体形成的同步监测)。
三、 应用场景:跨领域的科研与临床价值
该系统已在多个领域展现出应用潜力:
生命科学研究:在神经科学中,同步观察神经元突触的荧光标记结构与突触间隙神经递质的拉曼光谱,揭示神经信号传递的分子机制;在干细胞分化研究中,监测细胞骨架的荧光结构变化与胞内蛋白质组的拉曼图谱,为分化调控提供依据;
药物研发:评估纳米药物在细胞内的分布(荧光标记)与药物分子的释放状态(拉曼光谱),优化药物递送系统;分析药物与靶蛋白的相互作用,通过拉曼峰位变化反映蛋白质构象的改变;
临床诊断:对肿瘤组织切片进行成像,荧光标记肿瘤标志物定位病变区域,拉曼光谱分析肿瘤细胞的分子特征(如核酸含量升高、脂质过氧化),辅助病理诊断的精准性。
四、展望:推动微观分析向深度拓展
艾博纳生物荧光共聚焦拉曼成像系统的推出,为科研人员提供了更全面的微观分析手段,有助于推动生物医学领域从“结构观察”向“分子机制解析”的深入。未来,艾博纳将继续优化系统的光谱分辨率与成像速度,拓展其在单细胞分析、组织微环境研究等领域的应用,为生命科学研究与临床转化提供有力支持。该系统的出现,不仅丰富了生物成像技术的工具箱,更为理解复杂生物过程提供了全新的视角——在微观世界中,结构与分子不再是孤立的存在,而是通过双模态成像实现了同步解码。
艾博纳微纳米科技有限公司是一家位于苏州市相城区(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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