全自动荧光显微镜是一种集智能控制、高精度成像与自动化分析于一体的先进光学仪器,广泛应用于生物医学研究、临床诊断及生命科学领域。以下从技术原理、核心功能、应用场景及典型产品四个方面进行详细介绍:
一、技术原理
1.光学系统
采用无限远校正光学系统(如CFI60或双重校正光路),配备超平场复消色差物镜,确保在400-1000nm波长范围内实现高对比度、低畸变成像。例如,尼康的纳米结晶涂层技术使物镜在近红外成像与多色荧光观察中表现优异。
2.电动控制
通过电动调焦机构(精度≤10nm)、电动物镜转盘(≥7孔)及高精度载物台(XY轴步进精度≤1.5nm),实现自动化操作。触摸屏或软件可编程控制光源开关、滤色片切换及智能调焦,减少人为误差。
3.荧光成像
支持多通道荧光观察(如DAPI/FITC/TRITC/Cy5),配备LED冷光源或金属卤化物灯,光强可调(9档),消除热漂移现象。荧光滤块组支持快速切换,满足多色FISH(荧光原位杂交)等复杂实验需求。
二、核心功能
1.多模式观察
集成明场、暗场、荧光、微分干涉(DIC)等多种观察模式,适应不同样本类型(如细胞、组织切片、转基因生物)。
2.高速扫描与拼接
支持全孔板扫描(如基恩士BZ-X系列实现50000×50000像素图像拼接)及大图拼接功能,提升高通量成像效率。临床诊断中,数字病理切片扫描速度可达30片/小时。
3.智能图像分析
配备智能图像处理系统,可实现背景荧光去除、单细胞定量分析、染色体核型分析及三维图像重建。例如,在神经生物学中,单日可处理>200个小鼠脑切片样本。
4.自动化控制
一键式操作模式简化流程,支持自定义扫描范围、多焦面信号合成及远程鉴定功能。软件具备数据管理系统,可自动生成统计学报告并支持多终端调阅。
三、应用场景
1.基础医学研究
细菌形态分析:通过高分辨率成像观察病原体细胞结构。
基因表达研究:利用多色荧光标记追踪基因表达动态。
活细胞成像:与活细胞培养箱兼容,支持Time-lapse时间延迟成像。
2.临床诊断
数字病理:高通量扫描病理切片,辅助肿瘤诊断。
循环肿瘤细胞(CTC)检测:通过三色瘤标联合成像提升检出率。
染色体分析:实现FISH技术与核型分析,检测精度达单细胞级别。
3.药物研发
高通量筛选:全孔板扫描加速化合物活性评估。
毒性测试:观察药物对细胞形态及荧光信号的影响。
四、典型产品推荐
1.蔡司Axio Imager Z2
特点:闭合环路调焦系统、ICCS色差校正光学系统,支持转基因斑马鱼观察及脑组织切片多模态成像。
应用:北京市农林科学院、浙江中医药大学等机构已配置。
2.赛默飞EVOS M7000
特点:3D数字共聚焦成像、全自动快速聚焦,兼容Onstage2.0活细胞培养箱。
优势:5分钟内完成荧光通道整板扫描,支持In vitro细胞形态分析及高阶3D重建。
3.基恩士BZ-X系列
特点:50000×50000像素图像拼接、1200万像素单色冷CCD传感器。
应用:覆盖90%的三甲医院科研平台,支持极弱荧光信号采集(信噪比>30dB)。