在納米級成像需求激增的科研與工業(yè)領(lǐng)域,國產(chǎn)超分辨ISTED顯微鏡正以技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)應用雙輪驅(qū)動,打破進口設備長期壟斷格局。以下從技術(shù)研發(fā)路徑與產(chǎn)業(yè)實踐維度,梳理國內(nèi)代表性創(chuàng)新力量:
微儀光電的模塊化創(chuàng)新與首臺套認定
微儀光電“基于點掃描的高/超分辨顯微成像系統(tǒng)”獲浙江省“國內(nèi)首臺(套)”裝備認定,采用無需二向色鏡的激光掃描共聚焦技術(shù),結(jié)合低功率STED超分辨成像與全光纖導光結(jié)構(gòu)設計,實現(xiàn)設備小型化與穩(wěn)定性提升。該系統(tǒng)在生命科學、材料科學、臨床病理等領(lǐng)域廣泛應用,如腫瘤微環(huán)境研究、神經(jīng)元突觸追蹤等,部分技術(shù)指標達國際領(lǐng)先水平,推動國產(chǎn)設備從“跟跑”向“并跑”跨越。

蘇州醫(yī)工所的系統(tǒng)化技術(shù)集成與產(chǎn)業(yè)化平臺
中國科學院蘇州生物醫(yī)學工程技術(shù)研究所通過國家重大項目攻關(guān),建成高端顯微光學加工、裝調(diào)、檢測及整機技術(shù)集成工程化平臺,研制出激光掃描共聚焦、雙光子-STED超分辨顯微鏡等系列整機。其特種LED光源體系具備國際競爭力,支撐光醫(yī)療、遠程照明等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。設備已出口至德國、以色列等國研究機構(gòu),雙光子顯微鏡首次實現(xiàn)我國原創(chuàng)技術(shù)向德國整機出口,相關(guān)成果獲評科技部年度“中國科學十大進展”。
澄觀光學的無標記成像與AI融合路徑
澄觀光學聚焦光學衍射層析成像技術(shù),通過硬件采集與AI解析雙輪驅(qū)動,構(gòu)建活細胞無標記成像解決方案。其系統(tǒng)可同步觀測核膜、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等八種以上亞細胞結(jié)構(gòu),結(jié)合轉(zhuǎn)盤共聚焦技術(shù)實現(xiàn)低光毒性、高時間分辨率的三維折射率成像,適用于長時程活細胞動力學研究。模塊化設計支持熒光模塊靈活選配,降低用戶長期投入成本。
長三角與珠三角的產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新
寧波永新光學與中科院聯(lián)合研發(fā)的SIM超分辨系統(tǒng)分辨率達20納米級,接近諾貝爾獎級技術(shù)水準;舜宇光學納米級工業(yè)檢測顯微鏡出口歐洲,單價較進口設備低60%,成為國產(chǎn)替代典型案例。蘇州高新區(qū)通過引進大院大所構(gòu)建創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈交織的發(fā)展模式,推動區(qū)域創(chuàng)新裂變式發(fā)展,形成從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化的完整生態(tài)。
國產(chǎn)超分辨ISTED顯微鏡的崛起,離不開核心光學元件自主研制、算法與硬件深度融合、模塊化設計等共性技術(shù)支撐。隨著國家重大科研儀器專項的持續(xù)投入,國產(chǎn)設備在分辨率、成像速度等核心指標上逐步縮小與國際頂尖產(chǎn)品差距,并在定制化服務、成本控制等方面形成差異化優(yōu)勢。未來,隨著AI算法與顯微成像的深度融合,國產(chǎn)設備有望在活細胞長時程觀測、動態(tài)過程追蹤等場景實現(xiàn)更大突破,推動納米表征技術(shù)向更智能、更普適的方向發(fā)展。