共聚焦顯微成像技術(shù)的開發(fā)不僅要突破光學(xué)、探測器、計算機視覺等跨學(xué)科知識壁壘和核心技術(shù)發(fā)展的挑戰(zhàn)，其商業(yè)化還要解決儀器整合穩(wěn)定性、應(yīng)用復(fù)雜性以及用戶需求多樣性等應(yīng)用難題。該技術(shù)自1950年代提出理論概念以來已歷經(jīng)60多年的漫長發(fā)展和演變，現(xiàn)階段依然僅有少數(shù)廠商具備商業(yè)化的實力。
近期，北京艾銳精儀科技有限公司 (www.airy-tech.cn) 依托北京大學(xué)席鵬教授課題組的雄厚研發(fā)實力發(fā)布了自研的商用轉(zhuǎn)盤共聚焦系統(tǒng)（Nova-SD），引發(fā)國內(nèi)科研市場關(guān)注。
圖1 北京艾銳精儀科技有限公司發(fā)布的轉(zhuǎn)盤共聚焦系統(tǒng)（Nova-SD）
艾銳轉(zhuǎn)盤共聚焦系統(tǒng)（Nova-SD）在技術(shù)原理上沒有采用市場主流雙轉(zhuǎn)盤的共聚焦方案，而是采用對用戶更為友好的單轉(zhuǎn)盤技術(shù)方向進行創(chuàng)新，通過增大激發(fā)光功率的形式來彌補微透鏡陣列的聚焦效應(yīng)，避免了雙轉(zhuǎn)盤視野和分辨率受限、以及孔位容易錯位的應(yīng)用問題，實現(xiàn)了高速、高分辨率、高三維層切能力和大視野的“三高一大"優(yōu)勢。
圖2 雙轉(zhuǎn)盤（左）與單轉(zhuǎn)盤（右）對比。雙轉(zhuǎn)盤通過上層微透鏡陣列將激光聚焦到針孔陣列，然而這一過程會限制二向色鏡的大小與厚度，從而限制視野大小和成像質(zhì)量。
此外，該系統(tǒng)還可以和艾銳公司自研的偏振結(jié)構(gòu)光顯微鏡、活細胞培養(yǎng)系統(tǒng)、成像分離器等產(chǎn)品組合應(yīng)用，并在國內(nèi)多家研究所完成了內(nèi)測，在成像質(zhì)量、靈活定制等方面獲得了高度評價。
轉(zhuǎn)盤共聚焦顯微鏡通常需要具備較快的速度對樣本進行高分辨率掃描，同時需要相機具備高動態(tài)成像優(yōu)勢以適應(yīng)復(fù)雜光路的成像需求，需要同時對光強較弱和較強的區(qū)域進行區(qū)分。鑫圖Dhyana 400BSI V3（簡稱 400BSI V3）相機非常適合轉(zhuǎn)盤共聚焦系統(tǒng)的整合應(yīng)用：不僅提供高達95%量子效率和低至1.1 e-的讀出噪聲，確保在低光強下快速捕捉弱信號；采用的6.5 μm像元尺寸能很好地平衡高NA顯微鏡的空間采樣率和靈敏度的需求，對樣本進行清晰、高動態(tài)成像；高達100 fps@4.2MP的速度可以快速捕捉動態(tài)變化的信號，實現(xiàn)對樣本的實時動態(tài)觀察；同時整機輕量化和低功耗的設(shè)計可以進一步降低對系統(tǒng)資源的占用，非常有利于儀器系統(tǒng)的整合應(yīng)用。
2