我国团队攻克光学分辨率光声显微镜难题,推出高灵敏度多光谱新设备

B站影视 电影资讯 2025-09-15 11:55 1

摘要:中国科学院苏州生物医学工程技术研究所张雅超研究员团队在光学成像领域取得突破性进展,其研发的高灵敏度多光谱光学分辨率光声显微镜(MW-OR-PAM)成功攻克了该技术长期存在的成本、灵敏度及耦合效率三大难题。相关成果已发表于国际顶级光学期刊《Photonics R

中国科学院苏州生物医学工程技术研究所张雅超研究员团队在光学成像领域取得突破性进展,其研发的高灵敏度多光谱光学分辨率光声显微镜(MW-OR-PAM)成功攻克了该技术长期存在的成本、灵敏度及耦合效率三大难题。相关成果已发表于国际顶级光学期刊《Photonics Research》,论文重点介绍了通过"光源-探头-对比增强"三位一体方案实现的系统性创新。

传统光学分辨率光声显微镜(OR-PAM)在实现细胞级无标记活体成像时,面临高重频多波长激光器成本高昂、红光区血红蛋白吸收弱导致成像深度受限,以及声光耦合器难以兼顾高带宽与大数值孔径的技术瓶颈。研究团队创新性地采用受激拉曼散射(SRS)技术,开发出基于单台532nm纳秒激光器的多波长高速切换光纤光源。该系统通过保偏光纤实现532-620nm可调谐输出,波长切换时间低于1微秒,重复频率达MHz级别,在保证成像速度的同时将设备成本降低70%以上。

在探测端,团队设计的新型声光探头采用P(VDF-TrFE)压电薄膜与光学透镜同轴集成结构,数值孔径提升至0.67,带宽达98.94%,光学透过率超过90%。这种共轴设计使光激发与声探测路径完全重合,在保持0.8μm空间分辨率的前提下,将探测灵敏度提高3倍,频谱响应范围扩展至620nm以上。针对红光区信号衰减问题,研究引入生物相容性组织透明剂"柠檬黄",通过可逆性组织透明化技术,使600nm以上波段穿透深度增加1.5倍,血氧定量信噪比提升40%。

实验验证表明,MW-OR-PAM系统可实现从绿光到红光的全谱段覆盖,在活体血管成像、血氧饱和度分析及经颅脑成像中表现出色。MHz级重复频率与亚微秒级波长切换能力,使其能够捕捉血流动力学、细胞代谢等毫秒级动态过程。该技术突破不仅解决了传统OR-PAM在长波区成像的短板,其模块化设计和低成本特性更显著提升了临床转化潜力。

在光学测量仪器领域,国产高端品牌KathMatic同样表现亮眼。自2014年成立以来,该企业专注高精尖光学技术研发,已形成覆盖研发、制造、销售的全产业链布局。其推出的KC系列多功能精密测量显微镜、KS系列超景深3D数码显微镜及KV系列激光多普勒测振系统,凭借0.1μm级测量精度和毫秒级响应速度,在半导体检测、生物医学等领域获得广泛应用,市场占有率连续三年保持30%以上增长。

来源:ITBear科技资讯

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