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扫描速度太慢?高通量全自动荧光扫描系统,效率提升300%!
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长恒荣创

时间 : 2025-11-28 11:20 浏览量 : 2

一、科研痛点:荧光扫描慢的四大核心桎梏

荧光扫描技术是生物医学研究中检测细胞表型、分子标志物、药物筛选的核心工具,但传统荧光扫描系统长期受限于 “慢节奏”,严重制约高通量研究进程,核心症结集中在四点:

样本处理效率低:传统系统仅支持单块小容量培养板(如 24 孔板)扫描,批量样本需多次手动更换,加载、定位耗时占比超 40%;

扫描机制耗时久:采用 “单通道依次采集 + 逐点聚焦” 模式,单块 96 孔板扫描需 2-3 小时,多荧光通道(如 4-5 个)叠加时,时间呈线性增长;

人工干预成本高:需手动调整焦距、设置扫描参数、转移样本,不仅占用科研人员时间,还易因操作差异导致数据偏差;

数据处理脱节:扫描后需手动导出数据,再导入第三方软件分析,批量数据拼接、量化耗时,形成 “扫描 - 分析” 效率断层。

这种低效率模式在高通量药物筛选、大规模细胞表型分析等场景中尤为突出,导致实验周期延长、研发成本增加,成为制约科研产出的关键障碍。


二、核心解决方案:高通量全自动荧光扫描系统,300% 效率飞跃

高通量全自动荧光扫描系统通过硬件革新与软件协同,从 “样本承载、扫描机制、自动化流程、数据处理” 四大维度实现提速,核心技术突破如下:

(一)超大容量样本承载,批量处理无间断

支持多板连续加载:配备自动进样仓,可同时容纳 10-20 块培养板(兼容 6 孔、24 孔、96 孔、384 孔板及玻片、类器官培养皿),无需人工频繁更换;

智能样本管理:集成条码识别功能,自动记录样本信息(编号、实验分组、扫描参数),避免样本混淆,适配高通量筛选的规模化需求。

(二)创新扫描机制,速度提升 300%

并行扫描技术:采用多通道同步采集模块(支持 3-6 个荧光通道同时扫描),替代传统单通道依次采集模式,通道切换无延迟;

快速聚焦与扫描算法:搭载 AI 智能聚焦系统,通过预扫描快速定位样本焦点(聚焦时间≤0.5 秒 / 孔),结合线扫描成像技术,扫描速度达1000 线 / 秒,单块 96 孔板全通道扫描仅需 20-30 分钟(传统系统需 2-3 小时),效率提升 300%;

低噪声光学设计:采用高数值孔径物镜(NA≥1.4)与高灵敏度 CMOS 传感器,在高速扫描下保持≤0.5μm 的空间分辨率,荧光信号检测灵敏度达 pg 级,不牺牲检测精度。

(三)全流程自动化,解放人力成本

自动化闭环操作:集成机械臂、自动定位、自动对焦、自动卸载模块,实现 “样本加载 - 扫描参数调用 - 多板连续扫描 - 样本归档” 全流程无人值守,可夜间 / 节假日持续运行;

个性化程序预设:支持自定义扫描方案(如区域选择、通道组合、曝光时间),一次设置即可批量执行,减少重复操作耗时。

(四)一体化数据处理,打通效率最后一公里

实时数据处理:扫描同步完成图像拼接、背景降噪、信号量化,自动生成荧光强度、阳性细胞比例、斑点计数等关键指标;

批量数据导出:支持 Excel、TIFF、DICOM 等格式批量导出,兼容 ImageJ、GraphPad Prism 等分析软件,可直接用于统计绘图与论文撰写;

数据溯源管理:自动关联样本条码与扫描参数、分析结果,形成可追溯数据链,满足学术复现要求。


三、核心价值:不止于快,更兼顾精准与实用

(一)300% 效率飞跃,缩短研究周期

传统需 3 天完成的 10 块 96 孔板多通道扫描,该系统仅需 1 天即可完成,结合自动化运行,高通量药物筛选、大规模细胞表型分析的周期可缩短 60% 以上,加速研究进程。

(二)高速不牺牲精度,数据可靠性升级

通过光学优化与智能算法,在 300% 提速的同时,保持与传统系统相当的分辨率(≤0.5μm)和信号信噪比(≥100:1),避免 “为快丢准”;自动化操作减少人为定位、聚焦误差,数据一致性提升 40%。

(三)降低科研成本,提升资源利用率

无人值守模式减少人力投入,多板连续扫描提高仪器使用效率(日均处理样本量从传统的几十孔提升至数千孔);兼容现有培养耗材与荧光探针,无需额外更换实验体系,降低技术升级成本。

(四)适配多场景高通量需求

不仅支持常规细胞、组织切片扫描,还可适配类器官、 spheroid、芯片实验室(Lab-on-a-Chip)等复杂样本,满足药物筛选、基因编辑筛选、肿瘤标志物筛查等多场景高通量研究需求。


四、关键技术特性:赋能高通量精准扫描

1.极致扫描速度:96 孔板全通道(4 通道)扫描仅需 25 分钟,384 孔板扫描仅需 40 分钟,较传统系统提速 300%;

2.多通道灵活配置:支持 3-6 个荧光通道同步采集(激发波长 405-785nm),适配 FITC、GFP、Cy3、Cy5 等主流荧光探针;

3.高精度自动化模块:机械臂定位精度 ±0.1mm,自动对焦精度 ±0.05μm,确保批量样本扫描一致性;

4.智能数据分析软件:内置 AI 图像分割、自动计数、荧光定量功能,支持批量数据统计与图表生成;

5.样本兼容性广:适配 6-384 孔板、玻片、盖玻片、类器官培养皿等,支持活细胞、固定细胞、组织切片、细菌等多种样本类型。


五、典型应用场景

药物高通量筛选:快速扫描批量药物处理后的细胞活性、靶点结合效率,日均筛选样本量提升 3 倍;

基因编辑筛选(CRISPR):大规模检测基因敲除 / 敲入细胞的表型变化,缩短筛选周期;

肿瘤研究:批量分析肿瘤组织切片的标志物表达水平、血管生成情况,支持大样本临床样本筛查;

细胞生物学:大规模细胞增殖、凋亡、迁移实验的荧光成像与定量分析;

神经科学:脑组织切片的神经纤维、突触标志物高通量扫描,加速神经连接组学研究。


总结

荧光扫描的 “慢效率” 曾是高通量研究的核心瓶颈,高通量全自动荧光扫描系统通过 “并行扫描技术 + 全流程自动化 + 一体化数据处理” 的三重革新,实现 300% 效率飞跃,同时坚守精度与兼容性底线。该系统不仅解决了 “扫描慢” 的表层痛点,更通过流程优化与数据增值,为高通量生物医学研究提供了 “高速、精准、省心” 的一体化解决方案,助力科研人员在药物研发、基因筛选、疾病机制研究等领域加速突破,推动高通量研究从 “耗时费力” 走向 “高效精准”。

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