2020-2021光學(xué)顯微新品概覽 超分辨活體成像和AI成熱點(diǎn)
分析測(cè)試百科網(wǎng)訊，從16世紀(jì)末開始，科學(xué)家們就一直使用光學(xué)顯微鏡探索復(fù)雜的微觀生物世界。隨后顯微鏡廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域，在光學(xué)顯微鏡后又出現(xiàn)電鏡及原子力顯微鏡等技術(shù)，后者雖然實(shí)現(xiàn)了納米級(jí)的分辨率，但這些技術(shù)對(duì)樣品破壞性較大，并不適合生物樣品，特別是活體樣品的觀測(cè)。迄今為止，光學(xué)顯微鏡仍是使用最廣泛的技術(shù)。本文將介紹商品化光學(xué)顯微鏡近年來(lái)的新品，可以看到近年來(lái)，光學(xué)顯微鏡的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)包括：超分辨成像、活體成像和AI人工智能技術(shù)。
市場(chǎng)概況
據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)已成為全球光學(xué)顯微鏡制造中心，同時(shí)受益于科研機(jī)構(gòu)、醫(yī)療衛(wèi)生等下游市場(chǎng)的穩(wěn)步發(fā)展，我國(guó)光學(xué)顯微鏡近年來(lái)不斷發(fā)展。我國(guó)目前已能能夠生產(chǎn)95%的教育類和普及類顯微鏡，成為了全球光學(xué)顯微鏡加工制造中心。
資料來(lái)源：Grand View Research 前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理
根據(jù)麥克奧迪發(fā)布的最新2020年募集資金計(jì)劃書顯示，目前光學(xué)顯微鏡占據(jù)全球顯微鏡市場(chǎng)規(guī)模的40%左右，市場(chǎng)規(guī)模約39億美元。
由于光學(xué)顯微鏡在研究和技術(shù)中的廣泛應(yīng)用，使得光學(xué)顯微鏡得以更快速地普及。根據(jù)Mordor Intelligence對(duì)于2021-2026年預(yù)測(cè)，光學(xué)顯微鏡市場(chǎng)預(yù)計(jì)將以5.2%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。光學(xué)顯微鏡市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要因素包括光學(xué)顯微鏡的技術(shù)進(jìn)步，以及細(xì)胞生物學(xué)和生物技術(shù)研發(fā)資金的增加。光學(xué)顯微鏡用于許多研究領(lǐng)域，包括微生物學(xué)、微電子學(xué)、納米物理學(xué)、生物技術(shù)、教育機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室和藥物研究。它們還用于查看生物樣本，以便在診斷中心進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷。受創(chuàng)新科學(xué)需求激增的推動(dòng)，預(yù)計(jì)全球光學(xué)顯微鏡市場(chǎng)將繼續(xù)快速擴(kuò)張。然而，與電子顯微鏡相比，光學(xué)顯微鏡的局限性以及小規(guī)模制造商的低成本產(chǎn)品是預(yù)計(jì)在預(yù)測(cè)期內(nèi)限制光學(xué)顯微鏡市場(chǎng)的原因。
2020年全球疫情爆發(fā)，全球與中國(guó)對(duì)光學(xué)顯微鏡需求有所下滑。但光學(xué)顯微鏡擁有較久的歷史，技術(shù)較成熟，同時(shí)企業(yè)也逐漸將光學(xué)顯微鏡與先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，打造更加人性化與智能化的產(chǎn)品，2026年全球光學(xué)顯微鏡市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到61億美元。
亞太將成最具潛力地區(qū)
據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)調(diào)查，北美擁有約1/3的市場(chǎng)銷量和數(shù)量份額。由于在韓國(guó)，日本和印度的大量研發(fā)投資，亞太地區(qū)是增長(zhǎng)最快的地區(qū)，亞太地區(qū)的新興經(jīng)濟(jì)體為光學(xué)顯微鏡市場(chǎng)的主要制造商提供了增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。
從全球市場(chǎng)來(lái)看，在歐洲地區(qū)，由于生物技術(shù)和納米技術(shù)的增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)西歐光學(xué)顯微鏡市場(chǎng)將出現(xiàn)積極增長(zhǎng)。但是，中東和由于對(duì)研究和技術(shù)的投資減少，預(yù)計(jì)該地區(qū)在預(yù)測(cè)期內(nèi)將產(chǎn)生較弱的增長(zhǎng)。?
從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，近年來(lái)，受益于科研機(jī)構(gòu)、醫(yī)療衛(wèi)生等下游市場(chǎng)的穩(wěn)步發(fā)展，我國(guó)光學(xué)顯微鏡市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，2015年達(dá)到15億元，2019年為25億元。
光學(xué)顯微鏡市場(chǎng)上的主要參與者包括：卡爾蔡司、尼康、徠卡顯微系統(tǒng)、奧林巴斯、明治、牛津儀器、萊博邁等。其中，前四大家統(tǒng)治了中國(guó)光學(xué)顯微鏡的高端市場(chǎng)，同時(shí)也占據(jù)了大部分中國(guó)光學(xué)顯微鏡的市場(chǎng)份額。
為了使讀者更好的了解近兩年光學(xué)顯微鏡新品，同時(shí)便于讀者在購(gòu)買時(shí)比對(duì)產(chǎn)品，本文對(duì)近兩年光學(xué)顯微鏡新品進(jìn)行匯總，希望對(duì)有購(gòu)買意向用戶提供參考。
光學(xué)顯微鏡近期亮點(diǎn)
近期光學(xué)顯微鏡的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)包括：超分辨成像、活體成像和AI人工智能技術(shù)，亮點(diǎn)有幾個(gè)：
（1）共聚焦顯微鏡方面，徠卡推出STELLARIS平臺(tái)，不僅綜合性能更好，還擴(kuò)展了熒光壽命成像Tau的新模式；除共聚焦平臺(tái)本身，它可配置為FALCON快速壽命成像、STED超分辨、DLS光片、DIVE光譜式多光子共聚焦等多種方式。尼康推出第十代共聚焦AX/AX R，提升綜合性能，超快和大視場(chǎng)，強(qiáng)調(diào)人工智能AI技術(shù)。牛津儀器推出的Dragonfly強(qiáng)調(diào)速度和自家Andor相機(jī)。永新光學(xué)推出國(guó)產(chǎn)第一臺(tái)NCF950共聚焦顯微鏡。
（2）在超分辨成像方面，徠卡的STELLARIS STED使用全新的Tau-STED后，XY軸可達(dá)30nm分辨率，可活細(xì)胞成像；蔡司推出Elyra 7 with Lattice SIM2，辨析出超精細(xì)的亞細(xì)胞器結(jié)構(gòu)60nm，活體高速成像時(shí)不影響分辨率。尼康的AX/AX R亦有超分辨模塊，分辨率：XY方向 120nm，Z方向 300nm。中國(guó)的超視界推出兩款HiS-SIM和SIM-ultimate，分辨率85nm，可長(zhǎng)時(shí)間活細(xì)胞成像；SIM-ultimate同奧林巴斯合作開啟一種全新的聯(lián)合成像工作模式- joint working模式。
（3）尼康和奧林巴斯都推出了細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)控類平臺(tái)，將顯微鏡內(nèi)置在培養(yǎng)箱內(nèi)，遠(yuǎn)程觀察整個(gè)過(guò)程。尼康有為再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞生物學(xué)的研究而設(shè)計(jì)的Biostudio系列和強(qiáng)調(diào)高內(nèi)涵成像和強(qiáng)大軟件的BioPipeline-Live；奧林巴斯的Provi CM20具有細(xì)胞計(jì)數(shù)和融合度分析功能。
（4）在降低光毒性3D成像方面，奧利巴斯推出Alpha 3光片顯微鏡，主要用于透明化大組織的高速成像。蔡司推出Lattice Lightsheet 7晶格層光顯微鏡。徠卡推出THUNDER寬場(chǎng)，可達(dá)到類似共聚焦的效果，瞬時(shí)的高分辨率寬場(chǎng)成像，xy分辨率最高達(dá)136nm，并可輕松完成厚樣品的3D圖像采集，此外THUNDER平臺(tái)還可搭載特色的光電聯(lián)用系統(tǒng)。
（5）在玻片掃描系統(tǒng)方面，蔡司推出Axioscan 7，兼顧掃描性能與應(yīng)用自由度。奧林巴斯推出VS200，強(qiáng)調(diào)拼接高分辨率全視野數(shù)字圖像。
（6）中國(guó)人發(fā)明的特殊技術(shù)是超維景的FIRM-TPM頭戴式雙光子顯微鏡，可實(shí)時(shí)記錄自由行為動(dòng)物的大腦神經(jīng)元和樹突棘活動(dòng)，對(duì)神經(jīng)科學(xué)研究非常有幫助。
（7）在教學(xué)和常規(guī)實(shí)驗(yàn)方面，蔡司推出適合數(shù)字教學(xué)和常規(guī)實(shí)驗(yàn)的Primostar 3正置顯微鏡。尼康推出具有更好可操作性的ECLIPSE Si正置顯微鏡。
（8）徠卡還推出一些獨(dú)特的產(chǎn)品，如Emspira 3數(shù)字顯微鏡；以及PROvido 8雙熒光手術(shù)顯微鏡。
最后，大部分產(chǎn)品都強(qiáng)調(diào)了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，AI人工智能技術(shù)，以及長(zhǎng)期的活細(xì)胞成像。
| 廠商 | 產(chǎn)品型號(hào) | 特點(diǎn) | 類型 | 上市時(shí)間 |
| 徠卡 | STELLARIS | 新一代Power HyD檢測(cè)器，二代白激光，擴(kuò)展TauSense熒光壽命成像新模式，ImageCompass 智能用戶界面 | 共聚焦顯微鏡 | 2020年6月 |
| Emspira?3 | 集成了比較、測(cè)量和數(shù)據(jù)分享功能，無(wú)需計(jì)算機(jī) | 數(shù)碼顯微鏡 | 2021年8月 | |
| THUNDER | 超高分辨、高信噪比快速熒光成像系統(tǒng),寬場(chǎng)顯微圖像達(dá)到類似共聚焦的效果，輕松完成厚樣品的3D圖像采集 | 寬場(chǎng)顯微鏡 | 2019年3月 | |
| PROvido 8 | 雙熒光手術(shù)顯微鏡，可同時(shí)選配 FL560 黃熒光和 FL800 血管熒光 | 手術(shù)顯微鏡 | 2020年10月 | |
| 蔡司 | Lattice Lightsheet 7 | 晶格層光顯微鏡，對(duì)光進(jìn)行結(jié)構(gòu)化調(diào)制，使光片更薄更長(zhǎng)。非常低的光毒性，可長(zhǎng)時(shí)間以亞細(xì)胞分辨率觀察細(xì)胞及微小生物體的3D動(dòng)態(tài)過(guò)程 | 晶格層光顯微鏡 | 2020年12月 |
| Elyra 7 with Lattice SIM2 | 兼具超高分辨率和高動(dòng)態(tài)成像，用Lattice SIM2，辨析出超精細(xì)的亞細(xì)胞器結(jié)構(gòu)60nm?；铙w高速成像時(shí)不影響分辨率。 | 超分辨和動(dòng)態(tài)成像 | 2021年4月 | |
| Axioscan 7 | 兼顧掃描性能與應(yīng)用自由度，可靠、可重復(fù)、高質(zhì)量。高速數(shù)字化、出色的圖像質(zhì)量以及多種成像模式，全自動(dòng)，易操作 | 玻片掃描系統(tǒng) | 2021年4月 | |
| Primostar 3 | 適合數(shù)字教學(xué)和常規(guī)實(shí)驗(yàn)，耐用緊湊，穩(wěn)定性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、即插即用?？商峁┒喾N觀察方式。 | 正置顯微鏡 | 2021年1月 | |
| 奧林巴斯 | Alpha?3 | 光片顯微鏡，智能3D成像，降低了光毒性，適應(yīng)多種標(biāo)本 | 光片顯微鏡 | 2021年1月 |
| VS200 | 把傳統(tǒng)載玻片切片樣品進(jìn)行掃描、無(wú)縫拼接，生成一整張高分辨率全視野數(shù)字圖像。 | 玻片掃描系統(tǒng) | 2019年10月 | |
| Provi CM20 | 具有細(xì)胞計(jì)數(shù)和融合度分析功能，無(wú)需將細(xì)胞從培養(yǎng)箱中取出即可跟蹤細(xì)胞培養(yǎng)健康狀況 | 細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)控 | 2021年7月 | |
| 尼康 | AX/AX R | 第十代點(diǎn)掃描共聚焦：人工智能(AI)技術(shù)、更精光譜、更高分辨率、更高靈敏度及更快速度，降低光毒性。 | 共聚焦顯微鏡 | 2021年6月 |
| BioPipeline-Live | 高內(nèi)涵平臺(tái)，擺脫箱式系統(tǒng)的束縛；強(qiáng)大軟件系統(tǒng) | 顯微鏡自動(dòng)培養(yǎng)和成像系統(tǒng) | 2020年11月 | |
| BioStudio-Mini | 緊湊設(shè)計(jì)，可安裝在各種隔離器、培養(yǎng)箱和生物安全柜中，防水和耐化學(xué)腐蝕，可使用過(guò)氧化氫氣體和/或UV對(duì)顯微鏡進(jìn)行滅菌。 | 活細(xì)胞成像顯微鏡 | 2020年10月 | |
| ECLIPSE Si | 在教育和臨床應(yīng)用方面具有更好的可操作性，具有光強(qiáng)度管理（LIM） | 正置顯微鏡 | 2021年2月 | |
| 牛津儀器 | Dragonfly | 速度比傳統(tǒng)共聚焦顯微鏡快 20 倍；Andor相機(jī)，高質(zhì)量圖像，低噪聲、寬動(dòng)態(tài)范圍、高分辨率和卓越的靈敏度 | 多模式共聚焦顯微成像系統(tǒng) | 2016年6月 |
| 永新光學(xué) | NCF950 | 簡(jiǎn)單、高效、高度集成 | 激光共聚焦顯微鏡 | 2020年12月 |
| 超視計(jì) | HiS-SIM | 分辨率85nm，長(zhǎng)達(dá)3小時(shí)連續(xù)超分辨成像，最快564Hz超快成像；超低毒性 | 超分辨顯微鏡 | 2020年11月 |
| SIM-ultimate | 轉(zhuǎn)盤-結(jié)構(gòu)光多模態(tài)活細(xì)胞超分辨系統(tǒng)，結(jié)合SpinSR與HiS-SIM，開啟一種全新的聯(lián)合成像工作模式- joint working模式 | 超分辨顯微鏡 | 2021年8月 | |
| 超維景 | FIRM-TPM大視場(chǎng) | 頭戴式雙光子顯微鏡，可實(shí)時(shí)記錄自由行為動(dòng)物的大腦神經(jīng)元和樹突棘活動(dòng) | 微型化雙光子顯微鏡 | 2019年 |
| FIRM-TPM高分辨 |
徠卡
STELLARIS共聚焦平臺(tái)
2020年發(fā)布的STELLARIS與以往的共聚焦平臺(tái)相比性能顯著增強(qiáng)。STELLARIS采用Power HyD探測(cè)器系列、徹底優(yōu)化的光束路徑和第二代白激光（WLL）相結(jié)合，能獲得更準(zhǔn)確的細(xì)節(jié)和可靠的數(shù)據(jù)，精確地驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)假設(shè)。藍(lán)-綠波段的靈敏度增強(qiáng)（PDE > 55%）提升了最常用光譜的檢測(cè)限值和動(dòng)態(tài)范圍。集成式TauSense是基于熒光壽命而無(wú)需增加額外專用硬件的創(chuàng)新成像模式，能夠讓研究者區(qū)分特異性的熒光信號(hào)和多余的自發(fā)性熒光，從而改善最終圖像的質(zhì)量并通過(guò)光譜分離技術(shù)將原先無(wú)法分離的熒光分離出來(lái)。
該平臺(tái)包括：STELLARIS 5和STELLARIS 8共聚焦顯微鏡，STELLARIS 8能夠與所有徠卡顯微系統(tǒng)模塊相結(jié)合，包括快速壽命成像（FALCON）、光譜式多光子共聚焦顯微鏡（DIVE）、nm顯微鏡STED（超分辨）、光片（DLS）和CARS。
Emspira?3 數(shù)碼顯微鏡
2021年發(fā)布的Emspira 3數(shù)碼顯微鏡解決方案集成了比較、測(cè)量和數(shù)據(jù)分享功能，可優(yōu)化檢查工作，無(wú)需再使用計(jì)算機(jī)。
Emspira 3無(wú)需使用計(jì)算機(jī)即可幫助完成復(fù)雜的目視檢查任務(wù)，并能減少工作中的混亂。其中集成的屏幕菜單式調(diào)節(jié)方式（OSD）可提供獨(dú)立運(yùn)行的直觀工具。
在獨(dú)立運(yùn)行模式中，可以在實(shí)時(shí)圖像中測(cè)量樣本的多個(gè)區(qū)域，并將其與結(jié)果一起保存。輕松地在圖像上添加備注和結(jié)論、文字和圖形元素，標(biāo)注樣本的特征和感興趣區(qū)域。只需點(diǎn)擊一下，就可將實(shí)時(shí)圖像與參考圖像或與自定義的重疊圖進(jìn)行比較，幫助做出合格/不合格的決定。在進(jìn)行周期性任務(wù)時(shí)特別有用，例如檢查零部件或組件是否在規(guī)定的允許偏差范圍內(nèi)。
按照需要的方式用Emspira 3工作。這個(gè)解決方案能夠滿足研究工作的各類要求，還能調(diào)整適應(yīng)每一名用戶的具體需求。
徠卡THUNDER寬場(chǎng)高分辨成像系統(tǒng)
2019年發(fā)布的THUNDER 是一種運(yùn)用全新 Computational Clearing 方法生成高分辨率和高對(duì)比度圖像的光學(xué)-數(shù)字技術(shù)。Computational Clearing 能夠清除所有寬場(chǎng)厚樣品圖像固有的典型模糊現(xiàn)象。它不僅能生成出色的厚組織 Z 軸層切掃描，還能深入樣品攝取單張圖像。THUNDER 是一種能夠自動(dòng)考慮所有相關(guān)光學(xué)參數(shù)以實(shí)時(shí)獲得清晰結(jié)果的徠卡技術(shù)。
THUNDER系統(tǒng)可實(shí)時(shí)解構(gòu) 3D 生物微觀世界，THUNDER Imager 可提供適用于先進(jìn) 3D 細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)的解決方案，無(wú)論是干細(xì)胞、球狀細(xì)胞團(tuán)或是類器官。THUNDER Imager 采用徠卡創(chuàng)新的 Computational Clearing 技術(shù)， 能夠?qū)崟r(shí)有效去除非焦平面的模糊信息，使 3D 樣品在基于攝像頭的熒光顯微鏡上依然能高質(zhì)量地采圖。系統(tǒng)的高度靈敏度可確保低光毒性和低淬滅，全面優(yōu)化條件以實(shí)現(xiàn)更高的圖像質(zhì)量。它具有如下優(yōu)勢(shì)：高通量，可實(shí)現(xiàn)更好的統(tǒng)計(jì)和工作流程效率；儀器使用簡(jiǎn)單，成像性能高；優(yōu)化的生理?xiàng)l件，獲取有意義的結(jié)果。
徠卡還開發(fā)了特色的光電聯(lián)用系統(tǒng)，具體的操作方法是：在電鏡所需載網(wǎng)上培養(yǎng)細(xì)胞，先用THUNDER光鏡進(jìn)行熒光高分辨率成像，并對(duì)整張銅網(wǎng)進(jìn)行大圖拼接，并標(biāo)記下感興趣的細(xì)胞區(qū)域，并存儲(chǔ)下圖像的所有位置信息。通過(guò)硬件和軟件無(wú)縫整合，將樣品轉(zhuǎn)移至冷凍電鏡中，快速找回標(biāo)記區(qū)域，進(jìn)行高分辨率的電鏡成像。
冷凍光電聯(lián)用系統(tǒng)THUNDER Imager EM Cryo CLEM?
PROVIDO 8新一代多學(xué)科顯微外科手術(shù)顯微鏡
隨著現(xiàn)在的技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的神經(jīng)外科開展了神經(jīng)腫瘤和腦血管手術(shù)，神外醫(yī)生們希望在手術(shù)當(dāng)中不要有血管發(fā)生閉塞，手術(shù)操作不會(huì)引起血管的損傷，能夠有盡可能地達(dá)到腫瘤邊界的可視化。2020年10月推出的徠卡PROvido?8提供解決方案讓病變可視化，能夠給外科醫(yī)生有更多的發(fā)揮的空間。使用 FL800 ULT 術(shù)中影像血管造影術(shù)模塊可實(shí)時(shí)觀察血流。結(jié)合 ICG 吲哚箐綠造影劑使用可快速激活濾鏡，在血管手術(shù)期間目視評(píng)估血管的通暢性。 使用FL800 ULT術(shù)中血管造影術(shù)可實(shí)時(shí)觀察血流，結(jié)合ICG吲哚菁綠造影劑使用可快速激活濾鏡，在血管手術(shù)期間目視評(píng)估血管的通暢性；
Leica FL560 設(shè)計(jì)用于對(duì)激發(fā)峰為 460-500 nm (藍(lán)色)、可對(duì)發(fā)射光 >510 nm 的熒光團(tuán)（由綠光、黃光和紅光組成的光譜）進(jìn)行熒光觀測(cè)。
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蔡司
Lattice Lightsheet 7晶格層光顯微鏡
晶格光片技術(shù)來(lái)源于諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Eric Betizg教授發(fā)明的晶格層光顯微成像技術(shù)，該技術(shù)對(duì)光進(jìn)行結(jié)構(gòu)化調(diào)制，使光片更薄更長(zhǎng)，且光毒性低。2020年底蔡司推出Lattice Lightsheet 7晶格層光顯微鏡，采用先進(jìn)的光束整形技術(shù)，產(chǎn)生比標(biāo)準(zhǔn)高斯光片薄得多的晶格狀光片，以類似光片顯微鏡的成像速度提供更高的分辨率，能夠以亞細(xì)胞分辨率進(jìn)行活細(xì)胞成像。該系統(tǒng)允許使用標(biāo)準(zhǔn)樣本載具，自動(dòng)化程度高，簡(jiǎn)便易用，具有非常低的光毒性。通過(guò)Lattice Lightsheet 7晶格層光顯微鏡，研究人員可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間以亞細(xì)胞分辨率觀察細(xì)胞及微小生物體的3D動(dòng)態(tài)過(guò)程。
Elyra 7 with Lattice SIM2超高分辨率顯微成像系統(tǒng)
2021年4月蔡司推出具有開創(chuàng)性的Lattice SIM2，可提高結(jié)構(gòu)照明顯微鏡（SIM）的分辨率和光切質(zhì)量。使用蔡司顯微鏡系統(tǒng)Elyra 7上的Lattice SIM2，將傳統(tǒng)的SIM分辨率提高一倍，研究人員現(xiàn)在可以以60nm分辨率區(qū)分出活的和固定的樣品的最佳亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，分辨率可達(dá)xy 60nm，z 200nm。
SIM是一種基于柵格的照明技術(shù)，能夠以超出光學(xué)顯微鏡衍射極限的分辨率進(jìn)行成像。蔡司將SIM的分辨率優(yōu)勢(shì)與成像速度（可達(dá)255fps）和檢測(cè)靈敏度的大幅提高相結(jié)合，突破以往超高分辨率成像技術(shù)在分辨率，成像速度和光毒性等方面的限制。Lattice SIM2不僅可以解析低至60 nm的結(jié)構(gòu)，還可以同時(shí)進(jìn)行超高分辨率和高動(dòng)態(tài)成像，這是觀察活細(xì)胞或生物體中快速生物過(guò)程的必要條件。
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AxioScan 7全自動(dòng)數(shù)字玻片掃描系統(tǒng)
2021年4月推出的全自動(dòng)數(shù)字玻片掃描系統(tǒng)Axioscan 7，兼顧掃描性能與應(yīng)用自由度，以可靠、可重復(fù)的方式創(chuàng)建高質(zhì)量的數(shù)字化玻片數(shù)據(jù)。平場(chǎng)復(fù)消色差物鏡保證極高的圖像質(zhì)量。高速數(shù)字化、出色的圖像質(zhì)量以及多種成像模式，都可在全自動(dòng)且易于操作的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。Axioscan 7具有如下特點(diǎn)：自動(dòng)幾何校準(zhǔn)、色差校準(zhǔn)，提供可重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果；具有明場(chǎng)、熒光、偏光等多種成像方式；全新明場(chǎng)反差成像模式更全面展現(xiàn)樣品特征；最多9個(gè)通道熒光高速高質(zhì)量圖像，提供高效多色熒光成像解決方案；自動(dòng)化操作流程。Axioscan 7適合的用戶群體廣泛，尤其是對(duì)高通量和批量篩選能力有較高要求的公共成像平臺(tái)、生命科學(xué)、藥物研究和地質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域的用戶。
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Primostar 3光學(xué)顯微鏡
Primostar 3是蔡司推出的一款堅(jiān)固的立式光學(xué)顯微鏡，專為日常工作而設(shè)計(jì)，可長(zhǎng)期使用并具有極高的耐用性，所有組件也可以在蔡司5年的延長(zhǎng)保修期內(nèi)正常工作。同時(shí)易于學(xué)習(xí)和運(yùn)行，并通過(guò)即插即用的安裝方式進(jìn)行快速簡(jiǎn)便的設(shè)置。
Primostar 3具有集成的8百萬(wàn)像素顯微鏡相機(jī)的優(yōu)勢(shì)以及許多其他數(shù)字接口選項(xiàng)。借助成像應(yīng)用程序蔡司Labscope，可以輕松地將顯微鏡彼此連接，并可以通過(guò)高清監(jiān)視器或投影儀輕松捕捉和共享顯微鏡圖像。
奧林巴斯
光片顯微鏡Alpha?3
2021年初推出的Alpha?3來(lái)源于PhaseView公司的多向選擇平面光顯微成像技術(shù)（mSPIM），可為研究人員提供一種靈活的高性能光片解決方案。作為先進(jìn)熒光顯微鏡，Alpha?3的智能光學(xué)聚焦擴(kuò)展功能可在整個(gè)視場(chǎng)中進(jìn)行均勻、無(wú)偽影的成像。該系統(tǒng)可輕松進(jìn)行快速掃描（智能3D掃描）、XY拼圖和溫度控制等方面的升級(jí)，以便滿足各種實(shí)驗(yàn)需求。QtSPIM軟件為采集X、Y、Z和T λ圖像提供了清晰直觀的界面。
VS200研究級(jí)全玻片掃描系統(tǒng)
在細(xì)胞切片掃描方面，為了讓科研人員免受物鏡視野的困擾，便捷地觀察到組織全貌和細(xì)胞結(jié)構(gòu)，奧林巴斯2019年10月推出全玻片掃描系統(tǒng)VS200，采用一體式機(jī)身，支持自動(dòng)對(duì)焦、自動(dòng)曝光，快速三步成圖，具有明場(chǎng)、暗場(chǎng)、相襯、偏光、熒光五種成像方式，通過(guò)全自動(dòng)高速掃描和無(wú)縫拼接將切片樣品轉(zhuǎn)換為高分辨率數(shù)字圖像，以及高性能X系列物鏡和特殊設(shè)計(jì)的光路，將整個(gè)組織樣品的圖像縮小到單個(gè)細(xì)胞，讓研究人員可以清楚地觀察到組織的顏色和細(xì)胞形態(tài)的變化，為研究人員提供了可靠和可定量的數(shù)據(jù)。
Provi CM20細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)控系統(tǒng)
2021年7月推出Provi CM20細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)控。CM20 系統(tǒng)可通過(guò)遠(yuǎn)程方式提供定量數(shù)據(jù)，將監(jiān)控頭和細(xì)胞培養(yǎng)物置于培養(yǎng)箱中，系統(tǒng)定期對(duì)其進(jìn)行掃描，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)并確定融合度。數(shù)據(jù)將通過(guò)計(jì)算機(jī)工作站進(jìn)行無(wú)線通信，所以無(wú)需進(jìn)入潔凈室即可對(duì)培養(yǎng)進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)控。通過(guò)下載 Open Beta 更新軟件，即可將自定義模式添加到系統(tǒng)中。CM20可改善細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程，提供非標(biāo)定量結(jié)果。使用CM20系統(tǒng)時(shí)，無(wú)需染色或剝離培養(yǎng)物即可檢查其狀態(tài)。該系統(tǒng)可從非標(biāo)細(xì)胞中采集定量數(shù)據(jù)，從而減少對(duì)培養(yǎng)物造成損害的可能性。CM20還可進(jìn)行多點(diǎn)細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)測(cè)，監(jiān)控頭可掃描培養(yǎng)皿中的多個(gè)點(diǎn)或整個(gè)表面，以跟蹤細(xì)胞培養(yǎng)的健康狀況和融合程度。該產(chǎn)品獲得2021年“愛迪生獎(jiǎng)”。
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尼康 ?
AX/AX R共聚焦顯微鏡
為強(qiáng)化研究人員一貫要求的高信賴性基本性能，尼康于2021年6月推出即便初次使用也可簡(jiǎn)單操作的第十代點(diǎn)掃描共聚焦顯微鏡AX與AX R，帶來(lái)多項(xiàng)改進(jìn)：人工智能(AI)技術(shù)、更精光譜、更高分辨率、更高靈敏度及更快速度。AX與AX R引入人工智能的深度學(xué)習(xí)方案，采用直觀的軟件操作，輕松實(shí)現(xiàn)大視野（25mm FOV）和8K×8K的高分辨率圖像采集，且在高分辨率下成像速度也可以達(dá)到每秒7.5張。?
同時(shí)AX/AX?R完備且高效的操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了軟件硬件的高效配合，既保證了實(shí)驗(yàn)效果的準(zhǔn)確性，又極大程度地節(jié)約了實(shí)驗(yàn)時(shí)間和人員成本，基本規(guī)避了因?yàn)椴粩喾磸?fù)調(diào)整拍攝方案而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)標(biāo)本淬滅的問(wèn)題，同時(shí)保證了出片速度和質(zhì)量（畫質(zhì)清晰），是提高科研準(zhǔn)確性和科研效率的有力工具。
BioStudio-mini可移動(dòng)活細(xì)胞成像顯微鏡
2020年10月尼康推出BioStudio-mini可移動(dòng)活細(xì)胞成像顯微鏡，專為再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞生物學(xué)的研究而設(shè)計(jì)。緊湊型的設(shè)計(jì)便于BioStudio-mini安裝在各種隔離器、培養(yǎng)箱和生物安全柜中，是隔離器、細(xì)胞自動(dòng)培養(yǎng)操作裝置等設(shè)備的“好幫手”。同時(shí)，BioStudio-mini機(jī)身采用特制材料，具有出色的防水和耐化學(xué)腐蝕設(shè)計(jì)，可以使用過(guò)氧化氫氣體和/或UV對(duì)顯微鏡進(jìn)行滅菌。?BioStudio-mini能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間觀察，為藥物研發(fā)等提供連貫系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與反饋。采取了應(yīng)對(duì)GMP潔凈生產(chǎn)空間的一體化設(shè)計(jì)，同時(shí)具備實(shí)際在GMP標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境中的使用經(jīng)驗(yàn)，充分滿足GMP規(guī)范。
顯微鏡自動(dòng)培養(yǎng)和成像系統(tǒng) BioPipeline-Live
此前，尼康曾推出大獲成功的系列緊湊型活細(xì)胞成像顯微鏡/細(xì)胞培養(yǎng)觀察系統(tǒng)（BioStation CT、BioStudio-T、BioStudio-Mini）。2020年11月，尼康推出BioPipeline-Live顯微鏡自動(dòng)培養(yǎng)和成像系統(tǒng)，具備三大特性：高內(nèi)涵平臺(tái) + 擺脫箱式系統(tǒng)的束縛+強(qiáng)大軟件系統(tǒng)。
BioPipeline-Live采取了靈活的高內(nèi)涵倒置顯微鏡平臺(tái)，可適用于高內(nèi)涵采集和分析的鏡、探測(cè)器、影像采集設(shè)備和應(yīng)用程序。利用共聚焦影像采集設(shè)備，可以在最高分辨率下采集三維高內(nèi)涵影像。同樣重要的是，BioPipeline-Live簡(jiǎn)化了系統(tǒng)針對(duì)新型探測(cè)器和影像采集設(shè)備的改造或升級(jí)過(guò)程。
Biopipeline-Live擺脫了箱式系統(tǒng)的束縛，能為用戶提供研究級(jí)倒置顯微鏡的分辨率、靈活性和性能。利用Ti2-E研究級(jí)倒置顯微光學(xué)平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)包括PFS（對(duì)焦）、自動(dòng)物鏡補(bǔ)水裝置、點(diǎn)掃描或轉(zhuǎn)盤激光共聚焦最大25 mm視野（FOV）的廣角成像以及引入針對(duì)高級(jí)選件的照明裝置和方案（如光刺激）等多種實(shí)驗(yàn)方案。
ECLIPSE Si正置顯微鏡
2021年2月尼康推出ECLIPSE Si顯微鏡，在教育和臨床應(yīng)用方面具有更好的可操作性。 通過(guò)使用Digital Sight 1000顯微鏡攝像機(jī)（可選）配置ECLIPSE Si，可以將顯微鏡上的圖像直接投影到監(jiān)視器上，以供多人同時(shí)觀察。 尼康還以光強(qiáng)度管理（LIM）的形式開發(fā)了一項(xiàng)新功能，該功能可以自動(dòng)記錄為每個(gè)物鏡設(shè)定的光強(qiáng)度水平。當(dāng)用戶在目標(biāo)之間切換時(shí)，將自動(dòng)調(diào)出每個(gè)目標(biāo)的先前設(shè)置的強(qiáng)度。
LIM功能可以在切換物鏡時(shí)將花費(fèi)在手動(dòng)調(diào)節(jié)光強(qiáng)度上的時(shí)間減少約40％，還具有經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的組件來(lái)簡(jiǎn)化工作流程。聚焦旋鈕位于顯微鏡的兩側(cè)，便于操作。此外，可用一只手操作聚焦旋鈕和載物臺(tái)手柄，另一只手松開以旋轉(zhuǎn)物鏡轉(zhuǎn)換器并更換樣品玻片，使用戶可以更有效地觀察大量樣本。
牛津儀器
多模式共聚焦顯微成像系統(tǒng)Dragonfly
Dragonfly 核心功能是多點(diǎn)高速，高靈敏度共聚焦成像，其采集速度比普通點(diǎn)掃描共聚焦技術(shù)快至20倍。另外采用高分辨，高靈敏的探測(cè)器，有效減少活細(xì)胞成像的光毒性及光漂白，同時(shí)也適合于固定樣品的高分辨快速三維成像。第二種成像模式為激光照相的寬場(chǎng)熒光成像。這種模式特別適用于極弱熒光成像。第三種成像模式TIRF（全內(nèi)反射熒光顯微鏡），這種模式適用于細(xì)胞膜及附近蛋白的動(dòng)態(tài)成像及體外單分子實(shí)驗(yàn)。
Dragonfly具有光學(xué)變倍Zoom功能，有效對(duì)成像物鏡和探測(cè)器分辨率進(jìn)行匹配，提高成像分辨率及靈敏度。Dragonfly激光照明部分同樣具有照明Zoom功能，可用于提高激光照明密度，用于高能能量激光實(shí)驗(yàn)，如超分辨單分子定位及超高速快速采集成像。Dragonfly系統(tǒng)具有自適應(yīng)光學(xué)矯正系統(tǒng)，保證成像質(zhì)量。
永新光學(xué)
NCF950 激光共聚焦顯微鏡
2020年底，永新光學(xué)推出NCF950，是國(guó)內(nèi)首臺(tái)商業(yè)化四色共聚焦顯微鏡。它是為實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究設(shè)計(jì)的重要的基礎(chǔ)工具，提供了強(qiáng)大而穩(wěn)定的成像能力以及高度集成的電動(dòng)化能力。基于高靈敏度的光電倍增光(PMT)和穩(wěn)定的激光光源，得到高信噪比的圖像。同時(shí)該系統(tǒng)采用高速掃描振鏡，實(shí)現(xiàn)高達(dá) 4096x4096 的實(shí)時(shí)掃描分辨率，大數(shù)值孔徑物鏡的使用(100倍，N.A = 1.45)保證了優(yōu)質(zhì)的成像分辨率。集成4路光源和探測(cè)器(405，488，561，640)，結(jié)合4路熒光融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)多通道融合觀測(cè)和捕捉。
超視計(jì)
HiS-SIM智能超靈敏活細(xì)胞超分辨顯微鏡
High Sensitivity Structured Illumination Microscope(HiS-SIM) 是一款國(guó)產(chǎn)自主設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)光超分辨顯微鏡，其核心技術(shù)源自于北京大學(xué)生物光學(xué)成像前沿交叉科研團(tuán)隊(duì)（陳良怡教授團(tuán)隊(duì)），曾被評(píng)為“2018年中國(guó)光學(xué)十大進(jìn)展 ”。
歷時(shí)2年完成由實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)到工程樣機(jī)再到預(yù)售產(chǎn)品的全通路研發(fā)，2020年11月超視計(jì)推出HiS-SIM智能超靈敏活細(xì)胞超分辨顯微鏡，具有超高成像靈敏度和超高分辨率。HiS-SIM配備多種成像模式，具有高性能圖像重建、智能圖像處理等功能，服務(wù)于基礎(chǔ)生物學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)及病理學(xué)、精準(zhǔn)藥物篩選等領(lǐng)域，為活細(xì)胞超分辨率智能成像提供解決方案。HiS-SIM主要參數(shù)包括：分辨率最高可達(dá)60納米，可辨識(shí)線粒體內(nèi)嵴及其動(dòng)態(tài)過(guò)程；靈敏度：光強(qiáng)相比其他結(jié)構(gòu)光超分辨率顯微鏡：1/10，比PALM/STORM超分辨顯微鏡：1/1000，比STED超分辨顯微鏡：1/400000。成像速度最快可達(dá)564Hz，可觀察到囊泡分泌孔道和新中間態(tài)。超低毒性，長(zhǎng)達(dá)3小時(shí)連續(xù)超分辨成像幾乎無(wú)光漂白，可捕捉到細(xì)胞遷移形成的外囊泡。
SIM-ultimate轉(zhuǎn)盤-結(jié)構(gòu)光多模態(tài)超分辨系統(tǒng)
2021年7月，奧林巴斯與超視計(jì)科技聯(lián)合推出了SIM-ultimate轉(zhuǎn)盤-結(jié)構(gòu)光多模態(tài)活細(xì)胞超分辨系統(tǒng)。SIM-ultimate集合了是超視計(jì)的HiS-SIM智能超靈敏活細(xì)胞超分辨顯微鏡和奧林巴斯的Spin SR超高分辨轉(zhuǎn)盤共聚焦顯微系統(tǒng)，但它不是簡(jiǎn)單地將兩者拼湊在一起、共一個(gè)物鏡而已；而是開啟一種全新的聯(lián)合成像工作模式- joint working模式。
SIM-ultimate基于完全共用的熒光標(biāo)記方式，打通Spinning Disk Confocal、Spinning SR、2D-SIM、TIRF-SIM等成像模式，并在各模態(tài)中全方位嵌入最新的實(shí)時(shí)重建和稀疏重建功能，聯(lián)合開發(fā)跨平臺(tái)硬件操控，根據(jù)各種不同的活細(xì)胞成像需求讓用戶來(lái)探索合適自己活細(xì)胞樣本的成像流程和模式組合。
此外，經(jīng)稀疏超分辨重建的轉(zhuǎn)盤共聚焦Z軸信息能夠支撐HiS-SIM的重建偽影判讀，還能夠補(bǔ)充細(xì)胞Z軸的成像深度和分辨能力，這的的確確是滿足各類活細(xì)胞成像需求的ultimate解決方案。
超維景
微型化雙光子顯微鏡FIRM-TPM
微型化雙光子顯微鏡基于自主研發(fā)的核心技術(shù)，在世界上第一次獲取了自由行為小鼠大腦細(xì)胞和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的清晰、穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)圖像。該技術(shù)主要源自北京大學(xué)程和平院士團(tuán)隊(duì)，被Nature Methods 評(píng)為“2018年度方法”，被國(guó)家科技部評(píng)為“2017度中國(guó)十大科學(xué)進(jìn)展”。這款配戴式雙光子顯微鏡已被國(guó)內(nèi)外科學(xué)家應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)研究的多個(gè)領(lǐng)域，并獲得了業(yè)內(nèi)知名專家學(xué)者的高度認(rèn)可，它開啟了神經(jīng)科學(xué)研究的新范式，被譽(yù)為神經(jīng)學(xué)研究的“革命性“工具。
這款頭戴式雙光子顯微鏡可實(shí)時(shí)記錄自由行為動(dòng)物的大腦神經(jīng)元和樹突棘活動(dòng)，支持鈣成像，并可在同一視野長(zhǎng)時(shí)程反復(fù)成像。系統(tǒng)能夠配置移動(dòng)的軸向掃描模塊，實(shí)現(xiàn)三維成像和多平面快速切換實(shí)時(shí)成像，用于腦神經(jīng)回路觀察；還可配置光遺傳模塊，對(duì)神經(jīng)元和大腦神經(jīng)回路活動(dòng)進(jìn)行精確控制。目前該產(chǎn)品已在小動(dòng)物活體光學(xué)成像，尤其是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，并在皮膚成像，疾病診療，干細(xì)胞研究等領(lǐng)域開展了項(xiàng)目研究。FIRM-TPM分為兩種型號(hào)，大視場(chǎng)型和高分辨率型。
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行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與總結(jié)
綜上所述，光學(xué)顯微鏡的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)包括：超分辨成像、活體成像和AI人工智能技術(shù)。
光學(xué)顯微鏡的四大家族（徠卡、蔡司、奧利巴斯、尼康）歷史都極為悠久，除了終端顯微鏡等設(shè)備，在光學(xué)元器件、當(dāng)今的AI技術(shù)方面都造詣深厚，均構(gòu)建了自身的生態(tài)鏈或生態(tài)平臺(tái)，比如在中國(guó)選擇OEM企業(yè)，為其它公司的終端產(chǎn)品提供內(nèi)核的各種元素。中國(guó)的很多企業(yè)同四大家也是相互依存的關(guān)系。
按照發(fā)展的規(guī)律，中國(guó)的顯微鏡若獲得進(jìn)一步發(fā)展，需持續(xù)提升光學(xué)元器件的水平，其上游行業(yè)主要涉及光學(xué)玻璃、液晶材料、光學(xué)塑料、電子元器件等光學(xué)材料。在上述技術(shù)趨勢(shì)所涉及的高端方向上，取得一定的突破。
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