萬幀每秒！中國自主研發超高速雙光子顯微鏡LOTOS2，引領全球高端科學儀器制造

在生命科學研究的前沿領域，高端科研儀器猶如探索微觀世界的“鑰匙”。長期以來，高端生命科學儀器由于技術難度高且系統復雜，幾乎被美國、日本和歐洲國家所壟斷，由此帶來的高昂的價格、漫長的采購周期與技術服務的壁壘讓許多國內下游用戶難以企及。這種技術差距不僅制約了我國科研進展，也阻礙了相關產業的升級和轉型。

而今，這一格局正逐漸被改寫。為打破技術壟斷，新輝潤（重慶）光學儀器有限公司（以下簡稱：新輝潤）組建了一支由國家級高層次人才領銜的多學科交叉創始團隊，以及具備豐富產業化經驗的高水平職業團隊，并聯合中科院及國內高校的科研力量，在歷經十余年的技術深耕后，終于在高端科學儀器領域取得重大突破——推出完全自主研發的“LOTOS2系列雙光子顯微鏡”。

LOTOS2系列雙光子顯微鏡

新輝潤供圖

LOTOS2系列的誕生，不僅以其優異性能、顛覆性價格和全鏈條服務，助力中國科研“輕裝上陣”，更意味著中國在高端雙光子顯微鏡領域，擺脫對國外技術的依賴，擁有屬于自己的“硬實力”。

雙光子成像技術是一種用于活體動物體內成像的先進技術。LOTOS2系列雙光子顯微鏡搭載了新輝潤首創的超高速成像控制、深度成像噪聲抑制等關鍵技術，重新定義了雙光子顯微成像技術的新標準。并且該產品從光路設計、掃描系統搭建，再到核心算法開發，每個環節都實現了完全自主知識產權，獲得了國內外多所頂尖實驗室的高度評價，充分展現了團隊強大的技術研發實力和創新能力。

在生物學研究中，神經信號的快速傳遞、細胞的實時活動等生物學現象轉瞬即逝，因此，成像速度對雙光子成像技術的成像效果和應用范圍有著極為重要的影響。新輝潤團隊利用自主設計的聲光偏轉器（AOD），使LOTOS2系列雙光子顯微鏡的最高掃描速度達到了10000幀/秒，即在1秒內可拍攝10000張二維圖片，領先于全球同類產品。

憑借這一優勢，LOTOS2系列可以清晰記錄生物體內快速發生的動態過程，尤其在腦科學研究中，能夠實時捕捉神經元放電瞬間，檢測大腦神經元樹突傳遞鈣信號的方向和速度，為揭示神經信號傳導機制提供了關鍵技術支撐。

清晰追蹤活體動物大腦皮層血管中紅細胞的高速運動軌跡（9mm/s）

新輝潤供圖

為實現更深層組織的觀測，LOTOS2系列雙光子顯微鏡采用更有利于雙光子激發的100fs窄脈沖飛秒脈沖激光器，最大限度發揮飛秒脈沖激光的組織穿透性，并通過微光探測器的前置，使活體腦成像深度突破1000微米，顯著提高圖像信噪比。據介紹，相比于傳統設備，LOTOS2系列的觀測清晰度約提升300%，是研究深部組織生理、病理過程的有力工具。

小鼠皮層樹突棘高分辨率成像

新輝潤供圖

為實現更全面的生物組織分析和診斷，LOTOS2系列雙光子顯微鏡還采用了光-電聯合技術，即在采用了低功率時間過采樣（LOw-power Temporal OverSampling，LOTOS）技術的同時，搭載電生理模塊，將雙光子成像和電生理同步記錄技術相結合，通過膜片鉗放大器同步記錄單神經元亞毫秒級別的電信號和神經元群體鈣信號，多尺度記錄神經元活動。

此外，LOTOS2系列還具有模塊化擴展能力，可兼容活體或類器官的寬場或內源成像、光纖記錄、光遺傳、視覺/聽覺刺激、自適應光學等多模態研究，滿足神經科學、腫瘤學、免疫學等熱門學科的研究需求，以及器官間交互（Inter-organCrosstalk）等新興交叉學科的前沿探索需求。

為了進一步拓展腦科學研究的深度與廣度，新輝潤團隊自研多腦區域并行掃描技術。借助這一技術，LOTOS2系列可在活體動物實驗時，同時對3-7個處于不同深度的大腦區域進行成像，實現跨腦區信息整合的圖譜繪制，幫助科研人員從整體上把握大腦的功能連接和信息傳遞。

多腦區域記錄神經元活動

新輝潤供圖

得益于深層組織成像、低光毒性和高分辨率等優勢，雙光子成像技術已成為腦科學、腫瘤研究、免疫學等領域的核心工具。然而，隨著神經元功能活動數據在數量和復雜度上的急劇增加，如何對這些海量神經信息進行高效處理、分析和解讀，已成為當前領域面臨的重要挑戰。

對此，新輝潤團隊自研AI驅動數據分析平臺，通過建立NeuroSeg雙光子成像數據自動分析方法，自動識別神經元活性，并對信號特征進行高速、高性能、自動化的統計分析，極大提高了數據分析效率，將科研人員從繁瑣的數據處理中解放出來。

NeuroSeg在不同數據集中泛化分割神經元的結果

新輝潤供圖

在塑造技術領先優勢后，新輝潤依托本土化供應鏈、規模化生產以及獨創專利技術，使得LOTOS2系列雙光子顯微鏡在保證卓越性能的同時，實現了成本的大幅降低，其售價和運維成本相較進口設備具有極大優勢，為科研機構節省設備投入費用。

此外，新輝潤還通過“共享儀器”和“分期配置”的模式，進一步降低使用門檻，讓省市級實驗室、年輕創新團隊也能輕松擁有“頂配”設備，讓每一分科研經費都發揮最大價值。

為進一步打造雙光子成像技術的生態閉環，新輝潤引進了德國，美國等頂尖科研機構的生物醫學、光學工程、臨床醫學等領域的專家，打造了一支多學科交叉的專業團隊，為科研人員提供從設備選型到成果落地的全周期服務。

在售前定制階段，新輝潤團隊會對客戶研究方向展開深度調研，并依據個性化需求，提供硬件與軟件協同的定制化解決方案。在現場部署過程中，新輝潤派遣資深專業團隊駐場指導，保障設備能夠實現“開機即用”，無縫對接科研工作。在設備使用周期內，新輝潤可聯合設計實驗方案，從專業視角為科研工作提供全方位建議與技術支持，全力助推高水平科研論文發表與成果轉化。

最重要的是，新輝潤為用戶提供全生命周期的技術保障服務，承諾24小時響應機制，最大限度降低設備故障對科研進程的負面影響，確保科研工作的高效推進。

隨著國家對科技創新重視程度的不斷攀升，近年來我國科研儀器行業快速發展，展現出巨大潛力。據悉，LOTOS2系列雙光子顯微鏡早年主要服務于國外高校及科研機構。為了“讓中國實驗室用上世界級設備”，近年來公司的戰略重心已轉向國內市場。

憑借全球領先的技術優勢和全生命周期的服務，新輝潤作為中國光學的“破風者”，已將中國自研高端科學儀器，銷往美國斯坦福大學、洛克菲勒大學、英國愛丁堡大學、日本東京大學，以及中國北京大學、浙江大學、復旦大學等國際頂級高校及科研機構，助力下游用戶在Nature、Science等國際頂級期刊發表論文。

在向全球傳遞“中國智慧”的過程中，LOTOS2系列的應用場景也從腦科學研究，拓展到肺臟、心臟、腫瘤、免疫等多個領域，為疾病早期診斷、病理機制探究以及創新治療方案的開發提供了精準且關鍵的技術支撐。

隨著技術的不斷演進和應用場景的拓展，雙光子顯微鏡必將成為推動生物醫學研究和創新的主流工具。未來，新輝潤將積極響應國家重大需求的戰略部署，持續加強研發和投入，為更多有需要的高校及科研機構提供免費試用支持，以“中國智慧”攜手推動人類認知邊界的拓展。