Lumencor固态光源在生命科学中的应用

教育 Education：

细胞和分子水平的知识是现代生物科学教育课程的核心。光学显微镜和其他光学技术是这些知识的源泉，因此，使用它们的实践经验是任何全面课程所不可或缺的。在教学实验室环境中使用时，当然希望在各个工作站之间显微镜的性能可以保持一致，并且易于使用和低维护成本也是必不可少的。Lumencor的固态照明光源有LED、光管和激光器所组成，在各个方面都非常合适。

常用产品型号

SOLA、MIRA、PEKA

活体成像 Intravital Imaging：

活体成像可使用一系列对比机制，包括荧光、磁共振、超声和X射线，有时也可以相互结合使用。在所有情况下，目的都是在不同水平的空间分辨率上非侵入性地描述活体生物的形态特征。光对活体组织的穿透仅限于几毫米，最大的穿透发生在波长为近红外时（650-990nm）。如果对于距离表面更远的区域感兴趣，则必须通过内窥镜传输以及接收光。Lumencor的固态照明器是光源的理想之选，可满足这些和其他技术规范的活体成像应用。

常用产品型号

SPECTRA、SPECTRA X

光遗传学 Optogenetics：

光遗传学技术可以提供有关神经网络功能复杂性的空间和时间分辨率数据，同时避免了使用微电极进行侵入性的检查。光遗传学中的“光”指的是将光转换为感兴趣细胞中的电活动。而“遗传学”是指转换-光激活离子通道蛋白的转基因表达。用于光遗传刺激的照明光源必须在光谱、空间和时间的输出特性方面满足严格的要求。特别来说，由于神经冲动发生在几毫秒的时间尺度上，光源的输出必须在同一时间尺度上可控。光引擎的输出光谱和光激活离子通道蛋白的作用光谱能最大重叠积分(475 nm用于刺激光敏感通道蛋白，575 nm用于抑制盐细菌视紫红质)是对于输出光谱的基本要求。Lumencor的固态光引擎内置光源，提供这些以及更多功能，使其在神经科学和其他应用的光遗传学光传输中得到广泛应用。

常用产品型号

CELESTA、SOLA、SPECTRA、SPECTRA X、RETRA

药物研发/HCS Drug Discovery/HCS：

在全细胞或完整组织切片中进行的检测允许监测对特定化合物或药物靶标的大范围细胞反应，因此被认为是“高内涵”分析(HCA)或“高内涵”筛选(HCS)。高内涵分析可以应用于药物研发过程的各个阶段，对于评估候选药物的脱靶活性尤为重要。使用多路荧光标记，可以同时监测多个目标，例如感兴趣的信号通路组成部分。监测蛋白质的表达和易位以及其他空间定义的细胞特征可提供常规生化分析无法提供的信息。高性能Lumencor光引擎的独特优势在于：

1. 宽光谱成分——提供多个荧光团的激发以定位多个细胞目标。

2. 稳定输出——确保数千个样本的数据质量始终如一。

3. 电子控制——大规模多路复用分析自动化所需。

常用产品型号

CELESTA、SOLA、AURA、SPECTRA

基因表达分析 Gene Expression Analysis：

基因表达分析技术是基于高度多路复用测量。其分析性能对于精确度和灵敏度有极高的要求。在目前一种被广泛采用的策略中，分子“条形码”和单分子成像被用来检测和计数单个反应中数百种独特的转录本。经过近十年的实践经验和完善，这项技术今天已成为了一个被广泛采用和验证的平台，基于高于制定的试剂设计、自动化样品处理和精密仪器。Lumencor设计、开发并制造显微镜成像系统和光学硬件，驱动这些仪器的荧光激发和检测。空间分辨转录组是一系列技术的总称，用于在单细胞所在组织的空间背景下对其进行分子水平表征。MERFISH(多重容错性荧光原位杂交)就是这样一种成像技术，能够基于识别每个细胞数千个RNA转录本来分析细胞群。

常用产品型号

CELESTA、AURA、SPECTRA

显微镜 Microscopy：

光学显微镜是细胞生物学的一项核心研究技术。然而，它的应用远远不止如此，而是遍及到需要微米尺度结构信息的所有研究、制造和测试领域。光学显微镜包括多种特定的技术，下面列出了其中的一些。Lumencor的固态光引擎在所有这些方面都表现出色。

宽场荧光显微镜是荧光显微镜中最不专业也是最常见的一种。用于显微镜的汞弧光源和金属卤化物光源多年来无处不在，但因其性能不稳定而备受困扰，如今它们已在很大程度上被无汞、清洁和绿色的高性能固态光引擎所取代。固态光源又分为白光输出和选色输出两种。白光光源是汞弧灯和金属卤化物等的直接替代品，具有优越的稳定性，更长的使用寿命，更灵敏的控制特性和更低的运行成本。而可以选择颜色输出的光引擎消除了多色成像方案中机械式滤光片切换的需求，从而实现更快的数据采集。

共聚焦显微镜通过对激发光进行空间限制来提供三维空间信息。因此，与宽场显微镜相比，共聚焦显微镜需要更高的初始光强。因此，在共聚焦显微镜的应用中，激光光源通常比LED更受青睐。

超分辨率显微镜提供20 - 200nm范围内的空间分辨率，超出了宽视场荧光显微镜(~ 200nm)的限制。与共聚焦显微镜一样，需要空间受限的激发光，通常首选激光光源。

透射光学显微镜通常需要比荧光显微镜更低的光强，因此可以使用更小的被动冷却光源。多年来占主导地位的卤钨灯已经被固态显微镜光源所取代。很大程度上是相同的原因，固态显微镜光源在宽视场荧光显微镜也已经取代了汞弧灯。特别是，固态光源的光谱分布(色温)不随输出光强而变化，这是保持色彩一致性的一个重要优势。

暗场显微镜利用空间滤波排除未散射的光，从而提供样品的散射光图像。在暗场（DF）的照明下，平坦的表面呈现暗色，而裂缝、孔隙和蚀刻边界等特征则会增强。因此暗场照明可以用于检测不透明、未染色材料（如半导体晶圆)中的缺陷。由于照明必须经过空间滤波，因此需要比透射光学显微镜所使用的光源输出强度更高的光源。

常用产品型号