在細胞生物學、藥物研發及再生醫學等前沿領域,活細胞動態觀察是揭示生命機制的核心環節。尼康TS2倒置顯微鏡憑借其卓越的光學性能、人性化設計及模塊化擴展能力,成為細胞實驗室中不可或缺的精密儀器。其通過倒置結構與先進成像技術的結合,為科研人員提供了清晰、穩定的細胞動態觀察解決方案。
一、核心光學系統:CFI60無限遠設計的成像優勢
尼康TS2采用CFI60無限遠光學系統,通過優化光路設計實現高分辨率與長工作距離的平衡。該系統支持4×至40×多倍率物鏡,其中40×物鏡工作距離達3.5mm,可兼容標準培養皿及多孔板,避免傳統顯微鏡因工作距離不足導致的樣本容器限制。例如,在腫瘤球體培養研究中,科研人員可直接通過100mm培養皿觀察腫瘤細胞的三維增殖過程,無需轉移樣本至專用載玻片,顯著提升實驗效率。
其配備的ELWD聚光鏡(數值孔徑0.3,工作距離75mm)進一步擴展了應用場景。在干細胞分化實驗中,該聚光鏡可清晰呈現胚胎干細胞向心肌細胞分化的形態變化,包括細胞突觸延伸及肌管形成等動態過程,為干細胞治療研究提供關鍵影像證據。
二、多模式觀察技術:從明場到熒光的全面覆蓋
TS2支持明場、相差、切趾相差及浮雕反差四種觀察模式,滿足不同實驗需求。其切趾相差技術通過專利算法消除傳統相差成像中的光暈偽影,在血細胞分類計數實驗中,可精準區分紅細胞、白細胞及血小板形態,分類準確率較傳統顯微鏡提升15%。浮雕反差模式則通過調節聚光鏡側滑塊與目鏡筒滑塊,增強樣本立體感,在神經元軸突追蹤實驗中,可清晰顯示軸突分支結構及突觸連接點。
熒光觀察方面,TS2可選配落射熒光模塊,支持385nm至625nm波長LED光源,兼容GFP、RFP等常用熒光蛋白標記。在鈣離子成像實驗中,科研人員利用488nm激光激發Fluo-4 AM探針,通過TS2的快速熒光成像功能(進度<50ms),實時記錄心肌細胞收縮周期中的鈣離子濃度波動,為心律失常機制研究提供動態數據支持。
三、人性化設計:提升實驗效率與操作舒適性
TS2的模塊化設計允許用戶根據實驗需求靈活配置功能。其三目鏡筒支持數碼相機、CCTV相機及FX-III顯微數碼系統連接,在免疫熒光雙標實驗中,科研人員可同時采集DAPI核染色與Cy3標記蛋白的熒光信號,通過LAS X軟件實現多通道圖像融合,直觀展示蛋白亞細胞定位。
操作舒適性方面,TS2采用45°傾斜目鏡與50-75mm瞳距調節范圍,適配不同身高實驗人員。同軸粗/微調焦旋鈕位于載物臺前方,配合37.7mm/圈的粗調行程與0.2mm/圈的微調精度,在活細胞長時間觀察實驗中,可實現單手精準調焦,減少操作疲勞。其載物臺高度達195mm,預留充足操作空間,便于搭配微操作臂進行細胞注射或 patch clamp 電生理記錄。
四、應用場景:從基礎研究到臨床轉化的全鏈條覆蓋
在基礎研究領域,TS2已廣泛應用于細胞增殖、遷移及凋亡機制研究。例如,在乳腺癌轉移模型中,科研人員利用TS2的延時攝影功能,連續72小時記錄MCF-7細胞在膠原基質中的侵襲過程,發現細胞通過形成偽足突破基底膜的關鍵步驟,為抗轉移藥物開發提供靶點。
臨床轉化方面,TS2支持CAR-T細胞治療研發中的關鍵環節。在CD19-CAR-T細胞殺傷實驗中,科研人員通過TS2觀察CAR-T細胞與Raji腫瘤細胞的共培養體系,量化計算腫瘤細胞裂解率,評估CAR-T細胞活性。其高對比度成像能力可清晰區分活細胞(Calcein-AM綠色熒光)與死細胞(PI紅色熒光),為CAR-T細胞工藝優化提供直觀數據。
五、技術迭代與未來展望
尼康持續優化TS2系列性能,最新推出的TS2-FL型號新增多色熒光同步檢測功能,支持最多三個熒光通道同時成像。在神經環路解析研究中,該功能可同時標記興奮性神經元(mCherry)、抑制性神經元(EGFP)及突觸前膜(Synaptophysin-YFP),通過三色熒光疊加重建神經網絡連接圖譜,推動腦科學前沿研究。
隨著AI技術的融合,TS2系列正向智能化方向發展。尼康開發的Deep Learning Cell Analysis模塊可自動識別細胞形態特征,在藥物毒性篩選實驗中,該模塊通過分析肝細胞球體的形態變化,預測藥物肝毒性,準確率較傳統方法提升30%,顯著加速新藥研發進程。
尼康TS2倒置顯微鏡以其卓越的光學性能、靈活的模塊化設計及廣泛的應用場景,成為細胞觀察領域的標桿設備。從基礎科研到臨床轉化,TS2持續賦能生命科學探索,為揭示生命奧秘提供不可或缺的技術支撐。