通過(guò)透鏡組合將物體放大，光學(xué)顯微鏡使得研究人員能夠觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)、組織器官、微生物等微觀世界。其放大倍數(shù)通?？梢赃_(dá)到1500倍左右，能夠清晰地觀察到細(xì)菌等微小生物的形狀和結(jié)構(gòu)。

光學(xué)顯微鏡的發(fā)展歷程是一個(gè)不斷探索、創(chuàng)新和應(yīng)用的過(guò)程。從最初的簡(jiǎn)單放大工具，到現(xiàn)代具有高性能和多種功能的科學(xué)儀器，光學(xué)顯微鏡的每一次進(jìn)步都極大地推動(dòng)了人類(lèi)對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)和探索。

如今，為了突破傳統(tǒng)光電成像極限，科學(xué)家和工程師正在通過(guò)創(chuàng)新的計(jì)算成像算法和特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)成像效果的高維度提升，且成本顯著降低。其中，曦光儀器便是依托傅里葉疊層顯微成像技術(shù)（FPM），致力于提供一個(gè)大視場(chǎng)、高分辨、超景深、智能化的數(shù)字成像分析平臺(tái)。

曦光儀器自創(chuàng)立之初，團(tuán)隊(duì)便清楚認(rèn)識(shí)到，高精尖科學(xué)儀器的核心競(jìng)爭(zhēng)力源自于對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的不懈突破與創(chuàng)新。曦光儀器聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO燕虎告訴動(dòng)脈網(wǎng)：“特別是在生命科學(xué)儀器中高端市場(chǎng)，海外巨頭長(zhǎng)期占據(jù)全球的制高點(diǎn)?！?/strong>

據(jù)儀器信息網(wǎng)發(fā)布的2023年度全球上市儀器公司營(yíng)收TOP排行榜單顯示，美國(guó)賽默飛（Thermo Fisher Scientific）的銷(xiāo)售額達(dá)428.6億美元， 排名第一；美國(guó)丹納赫排名第二，銷(xiāo)售額達(dá)到238.9億美元...TOP20榜單沒(méi)有一家企業(yè)來(lái)自中國(guó)。

為了打破這一行業(yè)格局，曦光面向全球開(kāi)始尋找顛覆性創(chuàng)新技術(shù)路線(xiàn)，希望能夠像中國(guó)的新能源汽車(chē)品牌一樣通過(guò)新技術(shù)實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)。對(duì)于高端數(shù)字顯微鏡，當(dāng)前主流技術(shù)方案通過(guò)機(jī)械掃描拼接來(lái)實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)成像，但受限于成像效果難以達(dá)到完美、樣本制備工藝復(fù)雜等問(wèn)題，特別是拼接重復(fù)、拼接失敗以及厚樣本、活體成像離焦等難題，嚴(yán)重制約了其在臨床及更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用，同時(shí)特別依賴(lài)于高倍物鏡、精密電控系統(tǒng)及高速相機(jī)等硬件，使得整機(jī)成本居高不下。

2020年，燕虎第一次接觸到中科院西安光機(jī)所瞬態(tài)光學(xué)與光子技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室前沿交叉研究中心主任潘安博士研究的計(jì)算光學(xué)技術(shù)。計(jì)算光學(xué)技術(shù)在生命科學(xué)研究、病理診斷、工業(yè)檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景，尤其是構(gòu)建并解譯出高維度光場(chǎng)信息的突破，更是為生命科學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。

彼時(shí)，潘安博士正在設(shè)計(jì)一套基于半球形數(shù)字聚光鏡照明的傅里葉疊層顯微成像（FPM）系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合傅里葉疊層算法與半球形數(shù)字聚光鏡的獨(dú)特設(shè)計(jì)，顯著提升了顯微成像數(shù)值孔徑，這樣系統(tǒng)能夠捕獲的細(xì)節(jié)就越多，成像分辨率也就越高。1.05的數(shù)值孔徑也表明該FPM系統(tǒng)具有極高的光收集效率和成像清晰度，能夠接近甚至達(dá)到油浸物鏡的分辨率水平、視場(chǎng)、空間帶寬積等性能指標(biāo)。

基于FPM這一技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年市場(chǎng)研判和產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)辦曦光儀器。團(tuán)隊(duì)內(nèi)部也形成了高效的分工與合作模式：潘安博士作為首席科學(xué)家，專(zhuān)注于底層技術(shù)的深入研究與持續(xù)創(chuàng)新；首席產(chǎn)品顧問(wèn)韓玉剛主任憑借其在中科院生物物理所及生命科學(xué)儀器公共平臺(tái)管理、科學(xué)儀器設(shè)備驗(yàn)證評(píng)價(jià)中心等20余年從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，為FPM技術(shù)提供了豐富的應(yīng)用場(chǎng)景和產(chǎn)品定位指導(dǎo)；而燕虎則擔(dān)綱公司的整體運(yùn)營(yíng)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，助力生命科學(xué)研究取得更多重大突破。

“跨越光學(xué)顯微鏡分辨率的界限，融合大視場(chǎng)與超高空間分辨率于一體。”燕虎表示，F(xiàn)PM系統(tǒng)的精妙之處在于其類(lèi)似傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的架構(gòu)，但光源部分被革命性地替換為L(zhǎng)ED陣列。系統(tǒng)通過(guò)精密編排LED的點(diǎn)亮順序，通過(guò)不同角度照明捕獲樣本更為豐富和全面的圖像信息，融合相位恢復(fù)和孔徑合成算法將數(shù)百?gòu)垐D像進(jìn)行疊層重構(gòu)，最終生成一幅既能超越物鏡固有分辨率又能保持廣闊視野的高分辨率圖像。

在基礎(chǔ)科研領(lǐng)域，曦光儀器通過(guò)研發(fā)“全景長(zhǎng)時(shí)程無(wú)標(biāo)記活細(xì)胞成像分析儀”，專(zhuān)為干細(xì)胞、微生物組學(xué)及空間組學(xué)等前沿研究量身定制。該儀器無(wú)需熒光標(biāo)記，有效降低了光毒性和光漂白的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)支持長(zhǎng)時(shí)間、自動(dòng)化的成像觀測(cè)，能夠連續(xù)數(shù)天到數(shù)年監(jiān)測(cè)活細(xì)胞變化。

在醫(yī)療診斷領(lǐng)域，曦光儀器則聚焦于“快速超景深數(shù)字病理閱片儀”的研發(fā)，解決病理診斷尤其是術(shù)中病理面臨的兩大難題：冷凍切片厚薄不均勻以及全彩色數(shù)字成像時(shí)間緊迫，而FPM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了300微米的超景深和近4秒的成像時(shí)間，為病理診斷帶來(lái)了革命性突破。

此外，在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，曦光儀器還與多家上市公司攜手，共同推進(jìn)超快速高內(nèi)涵藥物篩選系統(tǒng)的研發(fā)。聯(lián)合申報(bào)科技部重大儀器專(zhuān)項(xiàng)，有望極大地提升藥物篩選的效率與準(zhǔn)確性，為醫(yī)藥研發(fā)注入新動(dòng)能。

燕虎告訴動(dòng)脈網(wǎng)，曦光儀器所面臨的主要挑戰(zhàn)是用戶(hù)對(duì)于新技術(shù)、新產(chǎn)品的快速接受度。作為一項(xiàng)尚屬新興的技術(shù)，F(xiàn)PM在追求完美的道路上尚需時(shí)日，需要在實(shí)踐中不斷迭代，來(lái)克服早期可能存在的細(xì)節(jié)不足與成熟度問(wèn)題。

他特別強(qiáng)調(diào)，曦光儀器的圖像重構(gòu)算法是與特定應(yīng)用場(chǎng)景緊密匹配的，這意味著隨著應(yīng)用場(chǎng)景的多樣化與樣本特性的復(fù)雜化，算法的迭代優(yōu)化和軟件開(kāi)發(fā)將成為持續(xù)進(jìn)行的必要工作。在生命科學(xué)領(lǐng)域，樣本類(lèi)型的多樣性，如病理切片、細(xì)胞培養(yǎng)及微孔板等對(duì)算法提出了更高要求，這也促使曦光針對(duì)不同樣本開(kāi)發(fā)個(gè)性化的算法及軟件解決方案，以確保成像與分析的精準(zhǔn)度。

從戰(zhàn)略布局來(lái)看，曦光儀器正在采取分階段推進(jìn)的策略。”考慮到FPM技術(shù)的顛覆性?xún)?yōu)勢(shì)，我們優(yōu)先選擇了科研場(chǎng)景作為切入點(diǎn)，滿(mǎn)足生命科學(xué)和基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的個(gè)性化需求。“燕虎表示。同時(shí)，曦光儀器也積極拓展工業(yè)場(chǎng)景的應(yīng)用潛力。

而在具體行動(dòng)上，曦光儀器正緊鑼密鼓地推進(jìn)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與測(cè)試工作。燕虎透露，公司首款科研級(jí)產(chǎn)品預(yù)計(jì)將于2024年9月-10月面世，并已開(kāi)始著手準(zhǔn)備醫(yī)療器械Ⅱ類(lèi)證的申報(bào)。此外，曦光儀器還通過(guò)試用樣機(jī)收集科研及醫(yī)療團(tuán)隊(duì)的反饋，不斷迭代產(chǎn)品性能，同時(shí)也計(jì)劃于9月份進(jìn)入高校和科研院所開(kāi)展產(chǎn)品宣講與推廣，以進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)影響力。