Excipolar CLSPM-NIR近紅外熒光共聚焦顯微成像系統(tǒng)
 

　　高分辨、多維度、可靠且易用
 

　　Excipolar CLSPM-NIR是專門針對近紅外二區(qū)(NIR-II)的微納材料與生物樣品，開展高空間分辨熒光成像、信號定量分析及動態(tài)過程監(jiān)測的核心技術(shù)平臺，關(guān)鍵目標是突破傳統(tǒng)可見光 / 近紅外一區(qū)(NIR-I)成像的組織散射強、穿透深度淺、空間分辨率低等局限，精準捕捉 NIR-II 波段樣品的熒光信號空間分布、強度變化及微區(qū)特性，為 NIR-II 材料研發(fā)、微納光電器件表征及生物醫(yī)學深層成像提供關(guān)鍵依據(jù)。
 

　　針對 NIR-II 波段信號強度弱、易受背景散射干擾，且微納尺度樣品空間定位難、生物樣品動態(tài)過程監(jiān)測要求高的問題，該系統(tǒng)經(jīng)過專項技術(shù)迭代優(yōu)化，可根據(jù)樣品類型提供定制化測量模式 —— 例如對 NIR-II 微納材料的高分辨微區(qū)成像模式(精準定位亞微米級區(qū)域的熒光強度差異，分析材料發(fā)光均勻性)、對生物組織的深層穿透成像模式(通過優(yōu)化共聚焦光路與 NIR-II 專用物鏡，減少組織散射偽影，清晰呈現(xiàn)深層血管網(wǎng)絡(luò))，極大降低因 NIR-II 波段特性與樣品尺度帶來的信號失真。整機一體化設(shè)計結(jié)合 AI 自動化控制(如自動追蹤目標區(qū)域、智能拼接大視野成像區(qū)域等)，確保在弱信號檢測與動態(tài)監(jiān)測場景下，每次測量的空間分辨率穩(wěn)定性與熒光數(shù)據(jù)可重復性，為 NIR-II 微納發(fā)光材料的性能表征(如微區(qū)發(fā)光效率差異)、生物深層組織成像(如腫瘤血管新生監(jiān)測、神經(jīng)束追蹤)及 NIR-II 光電器件的微區(qū)功能分析(如活性層發(fā)光均勻性評估)提供核心技術(shù)支撐。
 

圖1. 小鼠大腦的近紅外二區(qū)熒光顯微成像示意1
 

　　AI智能化
 

　　公司研發(fā)團隊針對光譜設(shè)備使用過程中的各類難題，通過軟硬件協(xié)同智能化，現(xiàn)已實現(xiàn)整機光路自動校正、全流程智能化采譜、自動樣品定位與追蹤以及基于數(shù)據(jù)庫的表征結(jié)果校正等多種智能化操作。
 

　　譜光慧聯(lián)智能化檢測設(shè)備讓光譜儀器從“專用”向著“通用”邁去，解決交叉領(lǐng)域和非專業(yè)學科的研究人員實驗掣肘，從參數(shù)的設(shè)置、數(shù)據(jù)的獲取到整個儀器的校準，AI的輔助極大地降低了儀器的使用門檻，使得更多領(lǐng)域的研究人員能專注于自身的實驗探索。
 

　　近紅外熒光成像顯微鏡主要特點：
 

　　• 整機一體化設(shè)計：系統(tǒng)集成自研的共聚焦顯微鏡和近紅外二區(qū)測量模塊，結(jié)合一系列自動化功能實現(xiàn)了系統(tǒng)穩(wěn)定與便捷性，確保實驗結(jié)果的可重復性。
 

　　• 支持微觀-宏觀表征：成像系統(tǒng)可同步支持近紅外二區(qū)熒光成像與熒光壽命成像，兼容mapping功能，能捕捉細微結(jié)構(gòu)形態(tài)與分子動態(tài)信息。
 

　　• 全波段消色差設(shè)計：亞波長尺度的空間分辨率結(jié)合全波段消色差設(shè)計實現(xiàn)樣品觀測區(qū)域的高保真成像。
 

　　• 智能化系統(tǒng)操作：包含自動聚焦、樣品自動追蹤等多種自動化操作，結(jié)合AI技術(shù)的智能化產(chǎn)品。
 

圖2. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意
 

　　近紅外熒光成像顯微鏡應(yīng)用領(lǐng)域：
 

　　●近紅外二區(qū)發(fā)光微納材料(NIR-II 量子點、鈣鈦礦微納結(jié)構(gòu)等)的微區(qū)發(fā)光強度、均勻性等核心性能，差異體現(xiàn)在亞微米尺度。近紅外二區(qū)熒光共聚焦顯微成像系統(tǒng)可在 NIR-II 波段(1000-1700 nm)實現(xiàn)亞微米分辨率，精準表征微區(qū)熒光分布、強度差異與缺陷，為優(yōu)化材料制備工藝(如量子點尺寸調(diào)控)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，助力高性能材料開發(fā)。
 

　　●近紅外二區(qū)光電器件(NIR-II 探測器、發(fā)光二極管等)的微區(qū)響應(yīng)均勻性、發(fā)光效率，是影響器件能效的核心，傳統(tǒng)宏觀表征難捕捉差異。該系統(tǒng)可定位器件活性層發(fā)光 / 響應(yīng)熱點，分析熒光變化，揭示器件結(jié)構(gòu)對微區(qū)性能的影響，為優(yōu)化工藝(如活性層鍍膜均勻性)提供依據(jù)，助力高穩(wěn)定性器件研發(fā)。
 

　　●生物醫(yī)學深層組織成像(活體血管、腫瘤等)需兼顧穿透深度與分辨率，生物組織對 NIR-II 光散射吸收低于可見光 / NIR-I。該系統(tǒng)利用 NIR-II “生物光學窗口”，實現(xiàn)數(shù)毫米深度成像，清晰呈現(xiàn)深層血管與腫瘤邊界，減少背景干擾，為疾病早期診斷、生理功能分析提供高分辨數(shù)據(jù)。
 

　　●生物分子與細胞動態(tài)監(jiān)測(NIR-II 探針標記的細胞、藥物載體等)需低光損傷實時追蹤。該系統(tǒng)可在 NIR-II 波段實現(xiàn)低光毒性成像，實時捕捉探針熒光變化，定位探針分布，分析藥物遞送效率，為生物機制研究、藥物研發(fā)提供動態(tài)支持。
 

圖3. 小鼠大腦的三維立體成像1
 

圖4. 腫瘤組織的熒光成像和熒光壽命成像2
 

　　參考文獻：
 

　　1.Abudureheman et al., Advanced Functional Materials,2022,32(10)
 

　　2.Rahul et al., Nature biomedical engineering,2023,7(12):1649-1666.