为加快推动西安电子科技大学高质量科技成果在粤港澳大湾区产业化，西电广研院将常态化发布科技成果产业化项目，寻求有资金及产业开发能力的产业企业、投资机构前来参与合作。
一、成果名称
高通量多参数活细胞成像分析仪
二、成果简介
研究背景：开发集成光学显微和荧光相关光谱技术的高通量多参数活细胞成像分析仪在当今生物医学等领域研究中发挥着举足轻重的作用，具有广阔的市场前景。据美国Grand View Research公司统计，2023年全球活细胞显微成像分析仪市场规模约为40亿美元，并以5.2%的复合增长率增长。然而，目前主流的活细胞显微成像分析仪几乎被蔡司(德国)、徕卡（德国）、奥林巴斯(日本)、尼康（日本）等外国企业所垄断
成果介绍：该成果研发的高通量多参数活细胞成像分析仪集成了共振扫描结构光照明显微（RS-SIM）和共振线扫FCS(RS-FCS)技术，旨在解决当前生物医学研究中对细胞超分辨成像和细胞内蛋白质等生物大分子多参数特征获取的迫切需求。
核心技术：（1）RS-SIM利用共振扫描代替传统SLM/DMD投影产生条纹结构光，突破了传统SIM成像通量受到投影器件限制的瓶颈，实现大视场超分辨活细胞结构和形态成像；（2）RS-FCS采用共振线扫技术获得细胞中不同位置处蛋白质等生物大分子的浓度、直径、扩散系数、相互作用等多参数信息，克服了传统FCS仅能获得细胞内单点生物大分子动态信息的局限。该设备在高内涵药物筛选和生物医学研究等领域有着广阔的应用前景。
图1 高通量多参数活细胞成像分析仪-实物图
图2 成像结果
三、成果方向
光电信息科学与工程
四、应用前景
该成果研制的高通量细胞多参数成像分析仪在高内涵药物筛选和生物医学基础研究领域有着广阔的应用前景。首先，高内涵药物筛选（HCS）在药物靶点探寻、药物作用机制和毒性分析等研发过程都起到关键作用。根据2023年仪器信息网市场调研报告表明：2022-2023国内招标的143台高内涵药筛（High-content Screen；HCS）设备均为进口产品（未统计不招标的企业采购），总金额4.6亿人民币。世界范围内，HCS产品2022年的市场规模约为16亿美元，预计2033年将增长至30亿美元（Future Market Insights 2023发布的市场调研报告）。因此，本项目拟研发技术与产品，将对标当前进口的主流HCS设备，具有巨大的商业价值。HCS药物筛选主要研究药物微粒对生物样本的影响。当前成像平台存在空间分辨率低的缺点，无法分别尺寸小于200nm的微观结构。此外，目前的HCS技术也无法解析活细胞内的生物大分子（通常小于10nm）的动态信息，特别是对细胞信号传导至关重要的分子-分子相互作用。本项目研发的集成RS-SIM和RS-FCS的高通量多参数活细胞成像分析仪恰到好处地解决上述问题：RS-SIM可以实现大视场超分辨显微成像，非常适合于组织切片、类器官的HCS药物筛选；RS-FCS能实现分子层面的高内涵（分子浓度、粒径、扩散系数、相互作用等）信息获取。其次，在生物医学基础研究中，解析在特定细胞信号传导机制调控下活细胞不同空间位点生物大分子浓度、粒径、相互作用等分子机制层面的变化是当前生物医学研究的热点。本项目研发的集成了RS-SIM和RS-FCS的高通量大参数细胞成像分析仪，不仅可以提供细胞的结构信息，而且可以同时获得样品中不同位置生物大分子的高内涵信息（分子浓度、粒径、扩散系数、相互作用等），对基础生物医学研究有重大促进作用。
五、团队介绍
西安电子科技大学-物理学院-超分辨光学显微与光谱技术团队，聚焦研究超分辨光学显微与定量相位显微。迄今在Nature Photonics（中科院1区，影响因子：39.728）,Adv. Opt. Photon.（中科院1区，影响因子：24.751）等学术期刊发表研究论文100余篇、授权发明专利10项（产业转化5项），撰写学术专著1部。研究工作曾被选为期刊封面、美国光学学会-研究热点、并被海外媒体Science Daily, Physics News等所报道。团队负责人郜鹏教授，2011年入选“中科院百篇优秀博士论文”，2012年德国“洪堡学者”，2014年欧盟“玛丽居里学者”(IEF)，2018年国家级青年人才，目前是Optics and Laser Technology 期刊副编辑、波兰自然基金委评审专家。
图3 团队研究成果概述。
六、获奖情况
基于激光干涉大视野超分辨高速显微成像与分析系统研制及产业化，2022年陕西省科技工作者创新创业大赛一等奖。
七、技术成熟度
原理样机
八、合作方式
联合研发、转让、授权
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编辑｜崔浦菁
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