探索微觀宇宙的終極利器：徠卡顯微系統(tǒng) STELLARIS 共聚焦顯微鏡平臺的革命性突破

在生命科學研究領(lǐng)域，高分辨率成像、多維數(shù)據(jù)捕獲與活細胞動態(tài)追蹤一直是推動前沿發(fā)現(xiàn)的核心需求。徠卡顯微系統(tǒng)推出的STELLARIS共聚焦顯微鏡平臺，以智能化設(shè)計、超高分辨率技術(shù)與多功能模塊化配置，重新定義了共聚焦成像的黃金標準。以下從技術(shù)革新、功能優(yōu)勢及應(yīng)用場景三方面解析這款旗艦級產(chǎn)品的核心價值。

一、技術(shù)革新：從光子檢測到智能分析的全鏈條升級

Power HyD檢測器：捕捉光子的 “納米級獵手”

新一代 Power HyD 檢測器系列實現(xiàn)了光子檢測效率(PDE)的顛覆性提升—— 較傳統(tǒng) PMT 檢測器提升 2 倍(紅光區(qū)域達 3 倍)，暗噪聲顯著降低，配合 410-850nm 寬光譜檢測范圍，即使是極微弱的熒光信號(如單分子標記)也能精準捕獲。例如，在 6 色熒光標記的哺乳動物細胞成像中(細胞膜、細胞核、線粒體等分別標記)，Power HyD 可清晰分辨各結(jié)構(gòu)的空間分布，避免信號串擾。

新一代白光激光器(WLL)：光譜選擇的 “無限可能”

內(nèi)置的白光激光器支持全光譜 8 通道同步激發(fā)，覆蓋從紫外到近紅外波段(如 405nm、561nm、750nm 等)，可同時兼容多達 10 種熒光團的成像需求。這一特性徹底突破傳統(tǒng)共聚焦的光譜限制，尤其適合復(fù)雜組織(如腦切片、腫瘤樣本)的多標記分析，無需頻繁更換濾片即可完成多通道數(shù)據(jù)采集。

TauSense熒光壽命成像：解鎖分子功能的 “時間密碼”

獨有的 TauSense 技術(shù)將熒光壽命(納秒級)轉(zhuǎn)化為功能性成像工具：

TauContrast：實時反映細胞代謝狀態(tài)、pH 值及離子濃度(如 Ca²?動態(tài))，無需額外標記即可監(jiān)測生理活動;

TauGating：通過壽命差異剔除自發(fā)熒光或非特異性信號，提升圖像信噪比(如在透明化擬南芥根的內(nèi)源熒光成像中消除背景干擾);

TauInteraction：直接量化分子互作(如蛋白質(zhì) - 蛋白質(zhì)結(jié)合)，為細胞信號通路研究提供動態(tài)證據(jù)。

二、功能優(yōu)勢：效率、精度與自動化的三重飛躍

Aivia驅(qū)動的自主顯微鏡：稀有事件的 “智能捕手”

基于人工智能的工作流程可自動檢測生物樣本中高達 90% 的稀有事件(如干細胞分化中的瞬時狀態(tài)、病毒感染的早期位點)。通過機器學習算法識別感興趣區(qū)域(ROI)，數(shù)據(jù)采集時間可縮短 70%，同時減少 80% 的無效數(shù)據(jù)存儲，讓研究者聚焦關(guān)鍵科學問題。例如，在追蹤斑馬魚胚胎中罕見的神經(jīng)元突起形成事件時，自主顯微鏡可連續(xù)數(shù)小時自動記錄動態(tài)，無需人工值守。

ImageCompass智能界面：復(fù)雜實驗的 “一鍵式” 解決方案

直觀的用戶界面引導(dǎo)研究者從實驗設(shè)計到圖像采集全程自動化：

快速參數(shù)優(yōu)化：自動推薦激光強度、曝光時間等設(shè)置，即使新手也能在 5 分鐘內(nèi)完成多色成像準備;

實時圖像增強：集成 LIGHTNING 超高分辨率技術(shù)與動態(tài)信號增強(DSE)，無需后期處理即可呈現(xiàn)納米級細節(jié)(如微管蛋白纖維的螺旋結(jié)構(gòu));

多模態(tài)無縫切換：支持從共聚焦成像(XY)一鍵切換至 3D 斷層掃描、4D 動態(tài)追蹤(XYZ + 時間)，兼容 FLIM(熒光壽命成像)、STED(受激輻射損耗超分辨)等高級模塊。

模塊化擴展：適配全領(lǐng)域研究的 “萬能平臺”

STELLARIS可靈活搭載多種功能模塊：

STED超分辨率：突破衍射極限(分辨率達 70nm)，解析亞細胞結(jié)構(gòu)(如線粒體嵴、突觸小泡);

DLS數(shù)字光片：實現(xiàn)厚樣本(如胚胎、器官 oids)的光毒性最小化三維成像;

Cryo冷凍成像：在低溫環(huán)境下保存樣本原生狀態(tài)，適合冷凍切片或活細胞速凍后的動態(tài)分析。

三、應(yīng)用場景：從基礎(chǔ)研究到臨床前沿的全域覆蓋

細胞生物學與分子互作研究

利用 TauInteraction 技術(shù)，可實時監(jiān)測活細胞中 GFP 與 mCherry 標記的蛋白互作動態(tài)，結(jié)合 STED 超分辨率成像，定位互作發(fā)生的亞細胞區(qū)域(如細胞膜脂質(zhì)筏)。在癌癥研究中，該平臺可分析藥物分子與受體的結(jié)合動力學，為靶向治療開發(fā)提供直接證據(jù)。

發(fā)育生物學與活細胞動態(tài)追蹤

通過 DLS 數(shù)字光片模塊，可對斑馬魚胚胎進行長達 48 小時的無損傷連續(xù)成像，記錄器官原基形成的完整過程。Aivia 自主檢測功能可自動識別心臟祖細胞的遷移路徑，生成量化運動軌跡數(shù)據(jù)，助力早期發(fā)育機制研究。

神經(jīng)科學與腦科學研究

搭配雙光子模塊(MP)，STELLARIS 可深入腦組織深層(如小鼠海馬區(qū))進行鈣信號成像，結(jié)合 TauContrast 技術(shù)反映神經(jīng)元活動的代謝變化。在阿爾茨海默病模型中，可同時追蹤 Aβ 蛋白沉積(熒光標記)與小膠質(zhì)細胞活化(壽命差異區(qū)分)，揭示神經(jīng)退行性變的動態(tài)關(guān)聯(lián)。

工業(yè)與材料科學(擴展應(yīng)用)

在半導(dǎo)體領(lǐng)域，可利用共聚焦激光掃描檢測芯片表面納米級缺陷;在高分子材料研究中，通過熒光壽命成像分析聚合物鏈段運動性，為新材料設(shè)計提供微觀力學數(shù)據(jù)。

四、總結(jié)：重新定義共聚焦成像的 “未來標準”

徠卡 STELLARIS 共聚焦顯微鏡平臺不僅是一臺成像設(shè)備，更是連接微觀世界與宏觀科學發(fā)現(xiàn)的橋梁。其核心價值在于：

技術(shù)前瞻性：將熒光壽命、超分辨率、AI 驅(qū)動等前沿技術(shù)整合于單一平臺，滿足未來 10 年的研究需求;

用戶友好性：從 “專業(yè)人員專屬” 到 “多學科研究者可用”，通過智能化設(shè)計降低操作門檻，讓技術(shù)服務(wù)于科學問題而非工具使用;

科研轉(zhuǎn)化力：支持從基礎(chǔ)成像到定量分析的全流程數(shù)據(jù)產(chǎn)出，加速論文發(fā)表(如 Cell、Nature 級期刊所需的高分辨率圖件)與成果轉(zhuǎn)化。

正如徠卡顯微系統(tǒng)的愿景：“讓每一個科學假設(shè)都能通過精準成像得到驗證”。STELLARIS 正以其無與倫比的性能，助力全球研究者在生命科學的 “暗箱” 中點亮更多突破之光。