Discoverer生物型布里渊显微镜——从生物医学到材料科学的多领域应用
在显微成像的领域，人们习惯了用光看形态、用荧光看分子，但“看见力”一直是科学家的长期追求。Discoverer系列布里渊显微镜正是为此而生——它将光学成像与力学表征融合在一起，让研究者能够在不接触样品的情况下，获得材料或细胞内部的弹性模量与黏性分布。
布里渊显微镜的原理基于光与声子的非弹性散射。系统采用高分辨率布里渊光谱仪和共焦光学系统，能在亚微米尺度上测得局部声速与折射率变化，从而精确反推出样品的纵向模量、黏弹性参数等关键物理量。与传统的原子力显微镜或纳米压痕不同，Discoverer不需要物理接触，也无需标记染色。这意味着活细胞、软组织、水凝胶、多孔介质、三维培养体系都可以被直接成像与量化，力学信息以图像形式自然呈现。世联博研（北京）科技有限公司是该产品的核心合作伙伴。
一、生命科学与生物医学领域
在生命科学领域，Discoverer正在帮助研究者揭示疾病与细胞力学的关系。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三维空间中的力学特性。
该技术可获取生物样本局部组织的纵向弹性模量分布，在生物力学、植物学、肿瘤学、发育学等领域有着广泛的应用前景。典型的应用方向包括肿瘤球的三维力学层扫（用于研究癌变组织的机械特性与侵袭性的相关性）、HeLa细胞纵向模量变化的表征（从细胞质到细胞核再到核仁的硬度变化），以及植物学中不同组分的明场与布里渊频移图的关联分析。
二、软物质与生物材料科学
布里渊显微镜在材料科学领域同样展现出重要价值。布里渊光谱最初就被用于测量从橡胶到陶瓷等广泛材料的力学特性。布里渊显微镜能够在不物理改变样品的情况下实现三维成像，在研究软物质和复杂材料方面尤为有效，已被用于研究聚合物的粘弹性和水合系统的力学行为。
在生物相容性聚合物研究领域，布里渊显微光谱已被证明能够准确测量一系列新型生物相容性聚合物的微观力学特性。这一能力对于推动组织工程、药物递送和心血管健康等生物医学技术的发展至关重要。研究新型生物材料并深入了解包装材料内部的局部力学特性，对于优化热操作范围、限制导致器件失效的膨胀相关应力具有重要意义。
Discoverer让人们第一次能够直接可视化复杂结构中的应力梯度与弹性分布。无论是研究水凝胶和多肽自组装体系的力学演变，还是表征基质蛋白等软物质的力学特性，Discoverer都能实现真正意义上的空间分辨力学映射。
三、工业无损检测与质量控制
布里渊光谱技术作为一种全光学方法，能够获取物理和力学特性，具备远程传感的潜力。在工业领域，布里渊光谱可以表征纸浆和其他纤维素纤维的力学特性，从而显著改进制造工艺——降低成本、缩短制造周期。
在半导体与微电子领域，布里渊散射显微成像能检测晶圆和芯片的机械性质和应力分布，从而了解其更多性能和缺陷信息。布里渊光谱可无损检测晶圆的晶体缺陷，在晶圆和芯片缺陷检测系统中，布里渊显微方法能够同时获取几何缺陷和机械应力缺陷，拓宽了缺陷检测的参量维度。
此外，布里渊光谱正在成为工业领域测量粘弹性的一种新兴替代方法，在法庭取证、微纳制造、材料工程、工程物理、精密计量等领域同样具有广阔的应用前景。
特征与好处
特征 好处
全光学非接触测量，无需标记染色 适用于活细胞、软组织、水凝胶、多孔介质等脆弱或难以制样的样品
亚微米级空间分辨率，可获取绝对布里渊频移和线宽信息 实现真正意义上的空间分辨力学映射，将“力”转化为可视化的科学图像
覆盖从生物样品到工程材料的广泛检测范围 一台设备满足生命科学、软物质物理、材料工程、工业质检等多领域需求
780 nm近红外激光，低光毒性 适合对活体样品进行长时间研究，不干扰样品正常状态
全自动化系统设置与校准 无需深厚光学背景即可操作，降低使用门槛
可扩展平台，可与共聚焦、拉曼、荧光等模块结合 实现多模态联用，获取更全面的样品信息
