产品企划、开发采访 超越您想象的图像。搭载NSPARC的共聚焦超分辨率显微镜AX/AX R。
通过在外部简单安装NSPARC，AX/AX R共聚焦显微镜系统能够以前所未有的高分辨率进行超高速扫描，可用于观察和获取图像；即使是活细胞中最细微的变化也能显示出来，这是传统的激光共聚焦显微镜无法检测到的。NSPARC的开发人员谈到了他们瞄准更为高远目标的雄心勃勃的挑战。
NSPARC的开发理念是什么？
友杉亘
医疗保健业务部
技术解决方案部门
系统开发部
开发项目促进科
友杉：“提供的图像不仅要漂亮，还能让我们获得分子生物学和细胞生物学的新知识”——这就是我们的愿景。我们开发理念的初衷是优先考虑AX的可扩展性。针对这一可扩展性，我们的目标是进一步增强AX的分辨率。我们的愿望是消除对被观察样本的限制因素，从而创造可对所有样品进行高分辨率观察的环境。在这一理念的启发下，我们进行了NSPARC的开发。
大川润也
医疗保健业务部
技术解决方案部门
系统开发部
第一开发科
大川：在实验室的试验仪器之中，激光共聚焦显微镜发挥了核心作用。因此，我们希望尽可能为从初学者到专业人士的所有用户提供易于使用、操作性强的图形用户界面（GUI）和工作流，使该系统可以很容易地用于研究前线。
核心技术是什么？
友杉：NSPARC 利用与意大利理工学院基金会 (NIC@IIT) 的尼康生物成像中心和分子显微镜与光谱学研究所 (MMS) 合作获得的技术。
其独特之处在于，它配备了一个名为SPPC（单像素光子计数器）阵列探测器的特殊探测器，这是主体部分。该探测器包括25个名为SPPCs的可进行光子计数的组件，它们以二维阵列分布，每个组件都充当一个小针孔，这使得获得高分辨率图像成为可能。通过专门的图像处理，我们可以获得分辨率更高、更明亮的图像。
来自NSPARC的每个光斑（像素）都包含空间信息，可利用它们在获取到的图像中重建精微细节。
来自传统探测器的每个光斑/像素只包含一个强度值，而没有空间信息。
开发过程中最具挑战性的问题是什么？
友杉：随着开发的进展，我们逐渐意识到，我们实际上可以捕获前所未有的高分辨率图像。然而，为了始终做到最好，必须将探测光的中心置于SPPC阵列探测器的中间——但是应该使用什么样的算法来校正光轴呢？利用通过反复评估获得的所有知识，团队的每个成员都致力于解决这个问题，我们的目标是更精细、更稳健的校正。
大川：这种产品需要比传统显微镜更高的校准精度，因此具有非常高的挑战性。不仅如此，共聚焦显微镜的参数变化很大。因此，为了有效地组织各项技术参数，我们付出了艰辛的努力。
NSPARC 拍摄的活细胞线粒体图像
图像来源：匹兹堡大学，生物图像中心。
友杉：最终，我认为理想的情况是尽量减少客户需要处理的参数数量。我们确实可以通过调整光轴，使探测灯照到探测器的中心以获得最佳的亮度和分辨率性能，但这是一个尺寸小于1mm的超小型探测器。这就是为什么我们花了很多时间考虑在工厂组装和安装时的调整方法、工具和软件。
通过使用内部软件在各种条件下多次检查探测灯的状态，我认为我们能够制定最合适的硬件及软件的解决方案。我们增加了自动对准功能，可以根据环境和激发条件在几十微米的偏移范围内方便地调整光轴。
我相信这些都是重要的技术要点，能让用户在使用该产品时始终受益于最佳性能，并得到安心的体验。
大川：平衡也是一个问题——如何在通过减少参数实现简便操作的同时激发最佳性能。针对用户界面和软件参数，我们首先访问了多个研究机构，观察了实际的实验，以收集所需的基本信息。
友杉：我们不能盲目接受可用性和最佳性能之间的权衡。我们直面困难，用最大的创造力认真思考最佳的平衡。可以说，我们动员了光学、机械、电气、软件等各领域的智慧和技术，成功地完成了NSPARC系统。
复杂的超分辨率显微镜可能会令用户有点望而生畏，所以重要的一点是它的复杂性对操作者而言是易懂的。
大川：这是千真万确的，因为我们的目标是实现与传统共聚焦激光显微镜没有太大区别的可用性。开发人员的愿望是使这种仪器尽可能简便易用，有点像“供日常使用的超分辨率显微镜”。
这让人们对NSPARC展现的世界充满了期待。
友杉：我们希望人们用NSPARC来获取关于新的生命现象的知识，从而为社会做出贡献。我希望尽可能多的人利用NSPARC观察熟悉的样本。他们可能会发现新的生命现象或其他以前没被注意到的自然现象。
大川：我希望用户能用NSPARC来观察之前查看过的样本，并有生物学上的新发现。通过提高空间分辨率，我相信即使是在熟悉的样本上，也会检测到许多新现象。如果能通过这些生物学上的发现开发出新药品或阐明疾病的发病机制，我将感到无比兴奋。
产品彩页
共聚焦和多光子显微镜
- AX / AX R with NSPARC
- AX R MP with NSPARC
- CSU Series
