Excipolar CLSPM-NIR近紅外熒光共聚焦顯微成像系統
 

　　高分辨、多維度、可靠且易用
 

　　Excipolar CLSPM-NIR是專門針對近紅外二區(NIR-II)的微納材料與生物樣品，開展高空間分辨熒光成像、信號定量分析及動態過程監測的核心技術平臺，關鍵目標是突破傳統可見光 / 近紅外一區(NIR-I)成像的組織散射強、穿透深度淺、空間分辨率低等局限，精準捕捉 NIR-II 波段樣品的熒光信號空間分布、強度變化及微區特性，為 NIR-II 材料研發、微納光電器件表征及生物醫學深層成像提供關鍵依據。
 

　　針對 NIR-II 波段信號強度弱、易受背景散射干擾，且微納尺度樣品空間定位難、生物樣品動態過程監測要求高的問題，該系統經過專項技術迭代優化，可根據樣品類型提供定制化測量模式 —— 例如對 NIR-II 微納材料的高分辨微區成像模式(精準定位亞微米級區域的熒光強度差異，分析材料發光均勻性)、對生物組織的深層穿透成像模式(通過優化共聚焦光路與 NIR-II 專用物鏡，減少組織散射偽影，清晰呈現深層血管網絡)，極大降低因 NIR-II 波段特性與樣品尺度帶來的信號失真。整機一體化設計結合 AI 自動化控制(如自動追蹤目標區域、智能拼接大視野成像區域等)，確保在弱信號檢測與動態監測場景下，每次測量的空間分辨率穩定性與熒光數據可重復性，為 NIR-II 微納發光材料的性能表征(如微區發光效率差異)、生物深層組織成像(如腫瘤血管新生監測、神經束追蹤)及 NIR-II 光電器件的微區功能分析(如活性層發光均勻性評估)提供核心技術支撐。
 

圖1. 小鼠大腦的近紅外二區熒光顯微成像示意1
 

　　AI智能化
 

　　公司研發團隊針對光譜設備使用過程中的各類難題，通過軟硬件協同智能化，現已實現整機光路自動校正、全流程智能化采譜、自動樣品定位與追蹤以及基于數據庫的表征結果校正等多種智能化操作。
 

　　譜光慧聯智能化檢測設備讓光譜儀器從“專用”向著“通用”邁去，解決交叉領域和非專業學科的研究人員實驗掣肘，從參數的設置、數據的獲取到整個儀器的校準，AI的輔助極大地降低了儀器的使用門檻，使得更多領域的研究人員能專注于自身的實驗探索。
 

　　近紅外熒光成像顯微鏡主要特點：
 

　　• 整機一體化設計：系統集成自研的共聚焦顯微鏡和近紅外二區測量模塊，結合一系列自動化功能實現了系統穩定與便捷性，確保實驗結果的可重復性。
 

　　• 支持微觀-宏觀表征：成像系統可同步支持近紅外二區熒光成像與熒光壽命成像，兼容mapping功能，能捕捉細微結構形態與分子動態信息。
 

　　• 全波段消色差設計：亞波長尺度的空間分辨率結合全波段消色差設計實現樣品觀測區域的高保真成像。
 

　　• 智能化系統操作：包含自動聚焦、樣品自動追蹤等多種自動化操作，結合AI技術的智能化產品。
 

圖2. 系統結構示意
 

　　近紅外熒光成像顯微鏡應用領域：
 

　　●近紅外二區發光微納材料(NIR-II 量子點、鈣鈦礦微納結構等)的微區發光強度、均勻性等核心性能，差異體現在亞微米尺度。近紅外二區熒光共聚焦顯微成像系統可在 NIR-II 波段(1000-1700 nm)實現亞微米分辨率，精準表征微區熒光分布、強度差異與缺陷，為優化材料制備工藝(如量子點尺寸調控)提供關鍵數據，助力高性能材料開發。
 

　　●近紅外二區光電器件(NIR-II 探測器、發光二極管等)的微區響應均勻性、發光效率，是影響器件能效的核心，傳統宏觀表征難捕捉差異。該系統可定位器件活性層發光 / 響應熱點，分析熒光變化，揭示器件結構對微區性能的影響，為優化工藝(如活性層鍍膜均勻性)提供依據，助力高穩定性器件研發。
 

　　●生物醫學深層組織成像(活體血管、腫瘤等)需兼顧穿透深度與分辨率，生物組織對 NIR-II 光散射吸收低于可見光 / NIR-I。該系統利用 NIR-II “生物光學窗口”，實現數毫米深度成像，清晰呈現深層血管與腫瘤邊界，減少背景干擾，為疾病早期診斷、生理功能分析提供高分辨數據。
 

　　●生物分子與細胞動態監測(NIR-II 探針標記的細胞、藥物載體等)需低光損傷實時追蹤。該系統可在 NIR-II 波段實現低光毒性成像，實時捕捉探針熒光變化，定位探針分布，分析藥物遞送效率，為生物機制研究、藥物研發提供動態支持。
 

圖3. 小鼠大腦的三維立體成像1
 

圖4. 腫瘤組織的熒光成像和熒光壽命成像2
 

　　參考文獻：
 

　　1.Abudureheman et al., Advanced Functional Materials,2022,32(10)
 

　　2.Rahul et al., Nature biomedical engineering,2023,7(12):1649-1666.