Discoverer生物型布里渊显微镜——多模态联用与跨尺度力学表征平台
布里渊显微镜（Brillouin microscope）是基于受激布里渊散射原理发展而来的全光学非接触三维力学成像技术，可通过分析布里渊散射光的频移和谱宽信息，表征样品的弹性模量与粘性，具有高空间分辨率特性。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。
Discoverer™系统的核心优势之一在于其多模态联用能力。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。Discoverer是一个可扩展平台，可与共聚焦、拉曼、荧光等模块结合，实现多模态联用。
一、为何需要多模态联用？
单一的力学成像虽然能揭示样本的刚度与粘性分布，但无法回答“为什么这里更硬”或“这种力学变化对应什么化学组成”等问题。Discoverer通过多模态联用，将三种核心信息同步获取：
光学成像（明场、DIC、相差）：提供样本的形态结构信息
荧光/共聚焦成像：提供分子层面的定位与识别信息
布里渊力学成像：提供三维空间的刚度与粘性分布信息
拉曼光谱：提供样本的化学组成与分子结构信息
四种模态的数据在同一坐标体系中完美叠加，研究者可以同时看到“是什么结构”、“表达什么分子”、“力学特性如何”、“化学组成怎样”——这是单模态技术无法企及的综合表征能力。
二、布里渊+拉曼联用：力学与化学的同步解析
2025年发表于《Biochemistry and Biophysics Reports》的研究中，研究人员整合布里渊显微技术和拉曼光谱，首次系统比较了U87-MG细胞系球体、患者来源细胞球体与类器官的力学-化学特性。
研究发现，同一细胞系的球体表现出相对均一的生物力学特性，而来自同一患者的类器官则表现出更大的力学和生化异质性。布里渊频移和带宽在拉曼聚类中表现出显著变化，凸显了在生物力学评估中考虑生化组成的必要性。该研究强调了在复杂组织中正确解读布里渊数据以及在不同异质样本之间进行比较时，多模态分析的必要性。
布里渊显微镜可在亚细胞水平上对生物材料进行力学研究，并可集成拉曼光谱进行同步化学mapping，从而实现对生物力学的更全面解读。
三、共聚焦+布里渊：三维力学与三维结构的完美叠加
Discoverer™系统可与实验室常规的正置、倒置显微镜或者共聚焦联用。通过OptiBridge™模块连接显微镜侧端口，布里渊成像通道与光学显微镜通道同步工作，实现真正的多模态成像。研究者可以在共聚焦获取三维结构信息的同时，获得同一区域的三维力学数据——两者自动配准，无需后期手动对齐。
四、跨尺度检测能力
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，乃至斑马鱼、秀丽隐杆线虫等模式生物。这种跨尺度的检测能力，使其成为连接分子力学与组织力学的理想桥梁。
特征与好处
特征 好处
可与共聚焦、拉曼、荧光等模块结合，实现多模态联用 在同一平台上同步获取力学、化学、结构和功能信息，实现综合表征
布里渊+拉曼同步测量，力学与化学信息同时获取 揭示力学变化背后的化学组成与分子结构信息
共聚焦+布里渊三维结构与三维力学完美叠加 无需后期手动对齐，数据关联性强
检测范围覆盖细胞器至斑马鱼等模式生物 一套系统满足从亚细胞到完整生物体的全尺度研究需求
780 nm近红外激光，低光毒性 适合长时间活体多模态成像
