Discoverer生物型布里渊显微镜——开启三维力学生物学研究新纪元
在生命科学研究中，力学特性（如刚度和粘度）是细胞、组织及生物体功能状态的核心物理参数，直接影响细胞分化、迁移、增殖乃至疾病发生发展的全过程。然而，传统力学测量手段如原子力显微镜（AFM）和光镊等技术，虽然精度很高，但往往仅能进行二维表面测量，且通常需要物理接触或外加标记，难以对脆弱活样本进行长时程三维体成像。
布里渊显微镜则是一种全新的光学成像技术，通过检测材料内部声子引起的布里渊散射频移，无需标记、无需接触即可获得样本内部的力学特性信息。Discoverer™生物型布里渊显微镜的推出，成功将这一技术从物理实验室的光学平台，转变为生物实验室可轻松上手的“交钥匙”方案，为力学生物学、肿瘤学、发育生物学、植物科学和再生医学等领域的研究提供了前所未有的研究工具。世联博研（北京）科技有限公司是该产品的核心合作伙伴。
一、技术原理：用“光”测量生物样本的“软硬”
布里渊显微镜是一种基于布里渊散射原理的光学成像技术，其中单色光与材料内部的声子（量子化的声波）相互作用，当声子散射入射光时，会引起光频率的偏移，即布里渊频移。这一频移与材料的声学特性直接相关，特别是声速，进而可用于计算材料的体积模量——刚度的基本度量。
Discoverer™系统采用780 nm近红外激光激发，实现了最低的光毒性和无损的荧光性能。光谱分辨率小于1 pm，配备最高探测器灵敏度，实现最快信号捕获。系统采用集成式封闭盒设计，具有最高的机械和热稳定性。
从技术上讲，它类似于共聚焦显微镜——每个像素都包含有关局部刚度或粘度的信息。用户可以获得一个充满3D力学特性数据的数据立方体，可对从细胞器、单细胞、细胞球、类器官、复杂组织，以及斑马鱼或秀丽隐杆线虫等小型生物进行三维力学成像。
二、核心优势：为何选择Discoverer
无标记、非接触、非侵入性
Discoverer系统采用780 nm近红外激光，具有极低的光毒性，可在长期研究中最大限度地减少对样品的损伤。用户无需机械接触即可被动地测量3D中的力学特性，这种非侵入性的光学力学测量方法对活体样品来说是一个显著的优势。全程无需荧光染色、无机械探针接触，最大程度保留细胞原生渗透压、含水量与力学状态，规避染料与机械挤压带来的实验偏差。
三维力学成像
无需机械接触，即可直接获得三维空间的力学信息，检测范围覆盖细胞器、单细胞、细胞球、类器官、复杂组织，以及斑马鱼、秀丽隐杆线虫等生物，尤其适合活体研究。
多模态成像无缝集成
Discoverer系统是专为电动倒置或正置研究显微镜开发的附加模块，安装快速简便，只需几分钟即可完成。兼容主要显微镜品牌，包括Zeiss、Leica、Olympus/Evident和Nikon。OptiBridge™模块连接到显微镜主体的侧端口，实现系统无缝集成。
全自动化操作
系统设置和校准例程完全自动化，将耗时任务从用户的责任中移除。耗时的步骤被最小化，以节省用户的时间。
三、应用领域概述
Discoverer布里渊显微镜在多个前沿研究领域展现出广泛应用前景：
肿瘤学与癌症研究：德国德累斯顿工业大学Taubenberger课题组依托Discoverer，完整解析了单细胞向多细胞肿瘤球体转化、肿瘤细胞向外侵袭全过程的细胞体积可塑性与力学演变规律，成果发表于《Advanced Science》。
类器官与发育生物学：活体人类神经肌肉类器官的布里渊显微镜扫描显示，类器官不同组织类型（神经元组织与肌肉细胞）呈现出显著的力学特性差异。
植物生理学：Discoverer可对植物根尖等组织进行高精度布里渊扫描，观察到的粘弹性信息与明场图像中观察到的根细胞壁结构具有很好的相关性。
模式生物研究：可对斑马鱼幼体等模式生物进行活体力学成像，研究发育与修复过程中的力学变化。
组织力学：可对小鼠眼睛视网膜色素上皮单细胞层进行3D布里渊扫描，沿Z轴在不同位置扫描找到所需的成像平面。
特征与好处
特征 好处
基于受激布里渊散射原理，全光学非接触测量 无需机械接触，避免AFM等接触式方法对脆弱样品的损伤
无标记、无荧光染色，780 nm低光毒激光 最大程度保留样本原始生理状态，适合长期活体研究
三维力学成像，覆盖细胞器至完整生物体 填补AFM表面限制与体积成像之间的空白
光谱分辨率<1 pm 高精度分辨样品局部刚度与粘度的细微差异
适配四大主流显微镜品牌 无需更换现有显微镜，即插即用
全自动化系统设置与校准 无需复杂调试，降低使用门槛
PerfectOverlay™与MultiMap™功能 光学图像与力学信息精准叠加，支持大范围自动化mapping
兼容环境控制系统 适合活细胞长时间成像实验
