奔赴山海,产业报国 | 见证活细胞超分辨显微镜的产业化之路

创建时间:2022-07-29 18:45

 

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HIS-SIM智能超灵敏超分辨显微镜经历了工程化→产品化→商品化三个研发阶段,旨在成为一台超高分辨率、超快计算、超强智能的通用型活细胞观测工具。

 

 

▲刚刚完成校准测试,正准备发往客户现场的HIS-SIM

 

拥有Hessian-SIM【1】和Sparse-SIM【2】这两项全球独创性的超分辨荧光显微成像技术,陈良怡教授建立了广州超视计生物科技有限公司的创始团队。公司成立于2019年初,随即确立了活细胞超分辨荧光显微镜产品HIS-SIM(High Intelligent and Sensitive SIM)的研发计划,包括集成Hessian-SIM和Sparse-SIM的关键技术、提供实时超分辨图像重建功能、提供多种3D超分辨成像和重建模式、具备活细胞长时程成像、大视野扫描成像等一系列高阶功能,由此极大地丰富了超分辨显微成像的应用场景,跨越式地提升了超分辨显微成像的用户体验。

 

#1

初露峥嵘

2019

2019年在工程样机研发期间,超视计技术团队摒弃原有基于MATLAB的超分辨图像重建程序以及基于LabVIEW的设备控制程序,创建了基于C++编译、CPU多线程、汇集控制-采集-显示-处理等一体化操控的工业化超分辨显微镜操控软件。同时对所有成像器件进行选型优化、性能评估、结构设计、长时程监测等,使得光学系统的稳定性和可靠性得到显著提高,超分辨显微成像的易用性逐步显现出来。

 

HIS-SIM工程样机

 

#2

脱胎换骨

2020

2020年在产品样机研发期间,超视计技术团队也在逐步扩充,通过一年半时间打磨各个工程化细节,将光学系统集成、电路系统集成、设备控制集成和软件操控集成作为首要研发任务。

 

在将硬件系统揉进一个仅有28寸行李箱大小的设备箱的同时,研制了多路输出的精密集成电源,开发了基于FPGA的实时触发闭环控制系统,开发了基于GPU加速的实时超分辨重建功能,解锁了引导式成像操控、智能超分辨重建评分和批量超分辨图像重建等用户友好型功能,HIS-SIM闪耀面世。

 

▲HIS-SIM产品样机

 

#3

崭露头角

2021

2021年9月开始,多台HIS-SIM产品样机陆续奔赴上海、武汉、北京和广州等地的多所科研院校的公共生命科学科研仪器平台。通过在每个仪器平台现场进行为期5~10周的样机成像测试,服务了更多的科研团队,解决了更复杂的成像应用需求,采集了更多样化的细胞数据,建立了更信赖的用户关系,收集了更多亟待实现的“一键式”成像体验,修正了更多细微的操控Bug,发掘了更多的超分辨成像场景。

 

HIS-SIM最新版本操控软件

 

在市场化和商品化的驱动下,超视计技术团队不断迭代升级产品,注重操控体验,研发智能辅助,严格生产品质控制,对接图像数据后处理服务,开发端到端的衍生产品。例如,超视计团队将Sparse-SIM原创技术中的稀疏解卷积算法应用到不同类型荧光显微镜的图像质量增强中,包括宽场、共聚焦、转盘共聚焦、AiryScan共聚焦、STED、光片、双光子、多光子等成像模态,均取得了非常惊艳的图像分辨率、清晰度、对比度、信噪比以及背景抑制的提升效果,为此超视计团队单独开发了一款通用计算超分辨图像处理软件,旨在为各类荧光显微镜提供通用、便捷、高效的图像质量增强服务。

 

▲通用计算超分辨图像处理软件

 

 

长期专注于服务客户和市场需求

 

在电动汽车面世之前,大众、戴姆勒、丰田和宝马占据了国内大部分高端汽车市场份额;高端科研级显微镜市场也面临着同样的局面,原有产品均来自蔡司、徕卡、尼康和奥林巴斯等传统显微镜厂家。

 

面对强大的竞争对手和业已成形的市场格局,如何将全球领先的原创技术转化为性能领先的产品,同时兼具高可靠性、高稳定性和重复性,并能在市场中获得客户的持续认可,是超视计团队一直在思考、实践和前进的方向。

 

任何一款“叫好又叫座”的科研级产品问世,离不开经年累月的原创技术创新、钻研雕琢、精益求精、迭代升级,也离不开市场的孵育、反馈和鞭策,更离不开同行者一起的协作推动。超视计将与所有同行者一起长期专注于探索市场和理解客户需求,以期为市场和客户不断贡献出更优质的显微镜产品。

 

 

未来,超视计将会在生命科学领域做出一批如“Tesla”一样智能、像“iPhone”一样简单易用的全新体验光学显微镜,请大家拭目以待!

 

 

【1】Huang, X., Fan, J., Li, L. et al. Fast, long-term, super-resolution imaging with Hessian structured illumination microscopy. Nat Biotechnol 36, 451–459 (2018). https://doi.org/10.1038/nbt.4115

【2】Zhao, W., Zhao, S., Li, L. et al. Sparse deconvolution improves the resolution of live-cell super-resolution fluorescence microscopy. Nat Biotechnol 40, 606–617 (2022). https://doi.org/10.1038/s41587-021-01092-2

 

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