单物镜光片显微镜

    癌症免疫治疗中，癌细胞遭攻击后是否已被消灭？现在，武汉研制出一款显微镜，无需切片处理，即可洞察癌细胞三维动态全过程，其生存状态一目了然，能精准评估药物疗效。

    近日，长江日报记者在武汉慧观生物科技有限公司见到了这款已实现商业化的新型光学设备。它是全球首款单物镜光片显微镜。  

    ————【研发者说】————

    讲述人：武汉慧观生物科技有限公司联合创始人赵方博士

    把专用培养皿放到这黑色的显微镜载物台上。镜头轻轻一抬，一束光片扫过，连接设备的电脑屏幕上已清晰显示出一枚直径40微米的细胞，这是用三维图像呈现的它内部的微管和线粒体结构。就这样，只需要几分钟，不破坏细胞样本，就给它拍了CT。

    这个过程，我们不用样本切片，也不用不断人为调整显微镜镜头，这台设备已自动从上到下给细胞“切”出几十层图像。这就是我们研制的单物镜光片显微镜的独到之处。

    显微镜尤其是高精度光学设备，对医疗诊断、药物开发等生物医药产业至关重要。光片显微镜拥有高光学性能，但一直以来，传统的光片显微镜都是采用双物镜设计，成像时在样本附近得放置两枚镜头，一个负责产生照明，另一个负责接收信号。这样一来，临床和药筛常用的多孔板、培养皿等都无法使用。操作如此复杂，光片显微镜应用到临床诊断、药物研发上就受到了很大的限制。

    经过持续攻关，我们在2024年成功突破传统设计，研发出这款单物镜光片显微镜。它只有一枚物镜，灵活切换镜头倍率，光片层扫，就能获取完整的样本扫描图像。

    这背后的核心技术是我们研发的超薄无衍射光片技术。通俗地说，这个技术能让光束不扩散，多束激光聚焦打造出一把光刃，把生物组织切成纳米级超薄片来观察。

    它能切出400纳米的超薄光片，成像分辨率较当前其他光片技术提升数倍，成像速度快、成像清晰。还有一点就是，它采用温和的光照方式，很好地保护活细胞样本的生命状态。

    这项技术借助模块化设计，还能应用到很多生命科学研究场景，能实现对组织器官、模式动物、类器官、活细胞及细胞器等多尺度观测。一只小鼠的全脑高分辨率成像，它几分钟内就能轻松完成。  

    ————【大众点评】————

    讲述人：武汉大学化学与分子科学学院教授、博导杨雁冰

    在纳米复合材料的生物医学应用研究中，生物成像是一个关键环节。慧观生物的光片显微镜通过降低光毒性和荧光漂白效应，实现了对活细胞的长时间、高清晰三维动态成像。这使我们能够真实捕捉纳米材料在细胞或组织中的作用过程，以及活细胞动态的瞬时变化，成功突破了“观察即干扰”的技术瓶颈。

    过去，此类高端设备主要依赖进口品牌如奥林巴斯和蔡司。而慧观生物的产品不仅继承了这些设备的优良性能，更实现了从亚细胞器到整个组织器官的全尺度三维动态成像能力，充分满足了医疗和高校科研的需求。

    无需切片，即可呈现细胞的三维动态影像。这台由慧观生物最新研发的单物镜光片显微镜，正在改写传统光片显微镜的定义。

    （整理：长江日报记者杨佳峰 实习生陈美娟）