1931年，Ernst Ruska研制的电子显微镜彻底改变了生物学，为人们打开了通往微观世界的大门。如今，影像技术不断更新，新的显微技术层出不穷。目前，单细胞测序是研究单细胞的主要技术，但它只能获取遗传信息，膜片钳技术、流式细胞仪等其他方法都有其局限性。

 

  放大拉曼信号，专注于生命科学领域

 

  自发拉曼散射显微成像虽然是拉曼光谱在显微成像领域的一种应用形式，但由于自发拉曼显微成像数据的采集时间为数十分钟甚至数小时，因此在一定程度上其进一步应用进展有限。相干拉曼散射（CRS）技术利用共振放大可检测的拉曼信号，从而将传统拉曼信号放大104至106倍，大大提高了拉曼光谱的获取率，使其更适用于生命科学研究。

 

  相干拉曼技术理论上应该同时注入两束光，除了泵浦光，还需要与斯托克斯光同频的入射光产生共振，散射效应衰减，同时斯托克斯能量这两种现象分别称为受激组合损失（stimulated combination loss，SRL）和受激组合增益（stimulated combination gain，SRG）。 SRS），以及称为相干反斯托克斯拉曼路由（CARS）的新频率信号。

 

  因此，相干拉曼光谱有两种形式：SRS 和CARS。用上述方法放大拉曼信号大大提高了图像信噪比和图像分辨率，同时克服了传统荧光成像需要样品染色或荧光蛋白标记的局限性，实现了无标记。可视化。

 

 相干拉曼技术的发展经历了20年的变迁。目前，相干拉曼散射技术在生命科学领域的主要应用领域是单细胞空间代谢组学和单细胞空间蛋白质组学。生命科学领域之所以是相干拉曼显微镜的主要应用领域，是因为生命科学领域对高速、无标记成像有更高的需求。

 

  “在生命科学领域，需求主要来自空间代谢组学和空间蛋白质组学两个分支。空间代谢组学的应用主要应用于肿瘤代谢、干细胞代谢、发育生物学等领域。同时，我们最近主要关注合成生物学，用于测量细胞代谢，在空间蛋白质组学领域，利用相干拉曼散射技术结合新开发的拉曼染料，实现蛋白质超多重免疫测量，以至于也吸引了很多免疫领域的客户咨询我们的设备，开始检测。”振典医疗总经理王璞说。

 

  中红外范围内的光热成像是探索微观世界的新工具。

 

  另一种方法是中红外范围内的光热成像。由于样品的不均匀性，红外显微光谱法很难准确测量生物样品的吸光度，其中光散射的波长依赖性也会导致明显的背景伪影；第二，由于缺乏激发波长高数孔径值（NA）镜头，红外图像提供的空间分辨率较低，指纹区域为4~7m，这个分辨率对于细胞内成像来说是远远不够的；而且，透射方式拍摄的红外图像不具备深度分辨能力；最后，水在红外区的强烈吸收使其难以用于水生环境中生命系统的功能分析。这些缺点阻碍了红外显微光谱法在体内成像和诊断中的应用。

 

  然而，中红外光热成像技术可以通过振动中红外光并（使用热透镜效应）检测和吸收可见光来克服这些限制。中红外光热成像技术虽然比较新，但从程继兴先生2015年开始研发至今，只经历了四五年的技术变革，但技术却在逐步完善。

 

  与传统的中红外显微设备相比，该技术的灵敏度提高了两个数量级，分辨率提高了一个数量级。这可以在生命科学中首次实现单个细胞的红外显微术。对于化学材料、农业、林业等相关领域，其技术优势在于可以形成高分辨率的高速激光扫描显微图像。对于那些从事精细化学、高分子和农业育种的人来说，这是发现分子在微观世界中分布的一个特别好的新工具。

 

  中红外光热显微应用场景主要包括化学、环境、材料、农林、军工火药分析、微塑料分析等，未来将重点关注工业应用，包括代谢工程和半导体应用场景。这些领域都非常有前途，这种高端设备可以在应用市场找到一席之地。

 

  荧光显微光学断层扫描，高精度3D成像

 

  脑功能涉及多个大脑区域、多个核和多种类型的神经元群之间的相互作用。因此，在全脑尺度上绘制高分辨率的大脑连接图，分析神经连接的结构、组织规则和功能机制，是全面了解大脑原理的基础。

 

  荧光微光学断层扫描（fMOST）技术同时进行超薄切片和高清显微成像，可实现大型组织标本在整个组织任意位置的厘米级尺寸和分辨率的高精度三维成像。速度可达亚微米级。