Discoverer生物型布里渊显微镜——让细胞“开口说话”的无标记三维力学成像技术
在细胞生物学研究中，细胞的“软硬”——即其力学特性——正日益被认识到是调控细胞功能的关键物理参数。细胞核的力学状态与基因表达、染色质重塑密切相关，细胞质的力学特性则反映其代谢活性与信号传导能力。
然而，传统技术面临一个根本困境：原子力显微镜精度虽高，却只能扫描表面且需要物理接触；荧光标记虽能揭示结构，却可能因光毒性和标记过程改变细胞的真实生理状态。Cellsense公司推出的生物型布里渊显微镜Discoverer，为这一困境提供了全新的解决路径——让细胞在完全原生状态下“开口说话”，告诉我们它的“软硬”。世联博研（北京）科技有限公司是该产品的核心合作伙伴。
一、无标记、非接触的活细胞力学成像
Discoverer的核心优势在于其全光学非接触式测量原理。系统采用780 nm近红外激光，具有极低的光毒性，可在长期实验中最大程度保护样品。用户无需机械接触，即可直接获得三维空间的力学信息，尤其适合活体研究。
与传统的荧光标记方法不同，Discoverer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，规避染料光毒性与机械挤压带来的实验偏差。
二、亚细胞级别的力学分辨率
U2OS活细胞成像案例直观展示了布里渊显微镜的独特价值。同一视野下，三种成像模式呈现出截然不同的信息：
荧光成像：通过核标记物显示细胞核的位置
明场成像：展示细胞的基本形态轮廓
布里渊成像：以颜色映射细胞的力学差异，清晰勾勒出细胞质与细胞核的边界，甚至可分辨核仁等亚细胞结构
在布里渊图谱中，含水量较高的细胞质呈现蓝色（频移较低），而较硬的细胞核呈现黄色/红色（频移较高）。这一力学对比使细胞核的边界一目了然，无需任何标记。
三、细胞核力学与基因表达的关联
细胞核并非力学均一的“硬球”——不同区域呈现出不同的力学特征。核仁具有独特的力学特征，可与周围染色质区域区分；染色质富集区呈现与核质不同的力学特性。这些力学差异与基因转录活性、染色质状态密切相关。
在MCF-7乳腺癌球体研究中，布里渊显微镜以亚细胞分辨率区分了细胞核和核仁等细胞器的力学特性。由于细胞表达了细胞周期报告因子（FUCCI），研究人员可以实时追踪细胞周期进程，同时测量生物物理特性在不同阶段的演变。
四、拓展应用：从单细胞到多细胞体系
U2OS细胞成像仅是一个缩影。Discoverer的检测范围覆盖从细胞器、单细胞到细胞球、类器官、复杂组织，以及斑马鱼、秀丽隐杆线虫等模式生物。
在3D水凝胶体系中，研究人员利用Discoverer对MCF-7乳腺癌球体开展长达14天的时序追踪，揭示了单细胞与多细胞结构中力学特性的差异——多细胞结构内的细胞具有增加的质量密度和更高的布里渊频移，其细胞质更为拥挤且可压缩性降低。
特征与好处
特征 好处
780 nm近红外激光，光毒性极低 适合对活细胞进行长时间追踪，不干扰细胞正常生理状态
无标记检测，无需荧光染色 规避染料光毒性和标记效应对亚细胞力学状态的影响
亚微米级空间分辨率 可区分细胞质、细胞核、核仁等亚细胞结构的力学差异
三维力学成像 获取细胞内部不同区域的力学分布，而非单点或表面数据
布里渊图谱以颜色映射刚度差异 力学信息一目了然，无需复杂分析
适配四大主流品牌显微镜 无需更换现有设备，即插即用
全自动化仪器设置与校准 无需复杂调试，降低使用门槛
