全自動熒光顯微鏡是一種集智能控制、高精度成像與自動化分析于一體的先進光學儀器,廣泛應用于生物醫學研究、臨床診斷及生命科學領域。以下從技術原理、核心功能、應用場景及典型產品四個方面進行詳細介紹:
一、技術原理
1.光學系統
采用無限遠校正光學系統(如CFI60或雙重校正光路),配備超平場復消色差物鏡,確保在400-1000nm波長范圍內實現高對比度、低畸變成像。例如,尼康的納米結晶涂層技術使物鏡在近紅外成像與多色熒光觀察中表現優異。
2.電動控制
通過電動調焦機構(精度≤10nm)、電動物鏡轉盤(≥7孔)及高精度載物臺(XY軸步進精度≤1.5nm),實現自動化操作。觸摸屏或軟件可編程控制光源開關、濾色片切換及智能調焦,減少人為誤差。
3.熒光成像
支持多通道熒光觀察(如DAPI/FITC/TRITC/Cy5),配備LED冷光源或金屬鹵化物燈,光強可調(9檔),消除熱漂移現象。熒光濾塊組支持快速切換,滿足多色FISH(熒光原位雜交)等復雜實驗需求。
二、核心功能
1.多模式觀察
集成明場、暗場、熒光、微分干涉(DIC)等多種觀察模式,適應不同樣本類型(如細胞、組織切片、轉基因生物)。
2.高速掃描與拼接
支持全孔板掃描(如基恩士BZ-X系列實現50000×50000像素圖像拼接)及大圖拼接功能,提升高通量成像效率。臨床診斷中,數字病理切片掃描速度可達30片/小時。
3.智能圖像分析
配備智能圖像處理系統,可實現背景熒光去除、單細胞定量分析、染色體核型分析及三維圖像重建。例如,在神經生物學中,單日可處理>200個小鼠腦切片樣本。
4.自動化控制
一鍵式操作模式簡化流程,支持自定義掃描范圍、多焦面信號合成及遠程鑒定功能。軟件具備數據管理系統,可自動生成統計學報告并支持多終端調閱。
三、應用場景
1.基礎醫學研究
細菌形態分析:通過高分辨率成像觀察病原體細胞結構。
基因表達研究:利用多色熒光標記追蹤基因表達動態。
活細胞成像:與活細胞培養箱兼容,支持Time-lapse時間延遲成像。
2.臨床診斷
數字病理:高通量掃描病理切片,輔助腫瘤診斷。
循環腫瘤細胞(CTC)檢測:通過三色瘤標聯合成像提升檢出率。
染色體分析:實現FISH技術與核型分析,檢測精度達單細胞級別。
3.藥物研發
高通量篩選:全孔板掃描加速化合物活性評估。
毒性測試:觀察藥物對細胞形態及熒光信號的影響。
四、典型產品推薦
1.蔡司Axio Imager Z2
特點:閉合環路調焦系統、ICCS色差校正光學系統,支持轉基因斑馬魚觀察及腦組織切片多模態成像。
應用:北京市農林科學院、浙江中醫藥大學等機構已配置。
2.賽默飛EVOS M7000
特點:3D數字共聚焦成像、全自動快速聚焦,兼容Onstage2.0活細胞培養箱。
優勢:5分鐘內完成熒光通道整板掃描,支持In vitro細胞形態分析及高階3D重建。
3.基恩士BZ-X系列
特點:50000×50000像素圖像拼接、1200萬像素單色冷CCD傳感器。
應用:覆蓋90%的三甲醫院科研平臺,支持極弱熒光信號采集(信噪比>30dB)。