我国应自主研发超分辨显微镜关键零部件，不做进口仪器的“搬运工” ——访南开大学潘雷霆教授

超分辨显微成像技术的诞生，打破了德国物理学家恩斯特·阿贝提出200 nm光学显微镜分辨率极限，让科学家能够观察到细胞内部的微观结构，如细胞骨架、膜蛋白分布、细胞器的相互作用等，这对于理解细胞功能和疾病机制至关重要。实现超分辨的技术有多种，其中单分子定位超分辨技术的分辨率最高，可达20-50 nm。在这一领域，南开大学潘雷霆教授取得了一系列创新成果并且正在积极推动相关成果的产业化进程。仪器信息网特别采访了潘雷霆教授，就其研究的随机光学重构显微技术（STORM）（单分子定位超分辨技术的一种）产业化进展和对国产生命科学仪器发展等话题展开交流。

南开大学潘雷霆教授

仪器信息网：您是如何走上光学显微镜研发这条道路的？为何超分辨显微成像技术为主要研究方向？

潘雷霆：我本科就读于南开大学物理学院，生物物理学专业，研究生是光学专业。作为学物理的人，我喜欢眼见为实，在进行科研方向调研时发现自己对成像比较感兴趣，于是我的博士课题主要是开展钙离子成像相关研究。2009年，我有幸接触到超分辨成像重大科研项目申报工作，虽然最后没立项，但却为我的超分辨成像研究之路种下了的种子。2016年出国做访问学者时，我跟随加州大学伯克利分校许可教授学习超分辨成像技术，许可教授曾在哈佛大学庄小威教授实验室做博士后。回国后，我就一直从事单分子定位超分辨显微成像技术的研究。

仪器信息网：请您介绍您团队的主要研究工作和成果。对比市场上其他同类技术，您所研究的技术及其转化的产品有何特点和优势？

潘雷霆：我们课题组的主要研究领域是单分子定位超分辨成像技术以及相关的生物学应用研究，比如细胞骨架膜蛋白相关的研究。基于我个人物理学和生物学的学习背景，我们开展研究工作能很好地打破学科交叉壁垒。我经常开玩笑说自己是既能撅着屁股搭光路，又能坐在那里养细胞的人。这样的好处是，我们能从技术开发角度知道技术本身好不好，也能从用户的角度知道技术是否好用，所以交叉属性是我们一个优势。

仪器信息网：您所研发的技术产业化目前进展如何？

潘雷霆：我们今年刚刚成立了成果转化的公司——宁波纳微成像生物科技有限公司。目前单分子超分辨成像设备已经有工程化样机。公司最重要的进展是基于我们自己多年制样经验的积累，推出了超分辨设备的配套设备，全自动免疫荧光制样机，这台仪器主要针对单分子超分辨显微镜领域用户制样难的痛点，能够自动化完成细胞或切片样品的免疫标记整个过程，减少人工干预，提高实验效率，同时增强了实验的重复性和可靠性。它不只是用于STORM超分辨成像，也可以用于STED、SIM、共聚焦等成像需求。这款产品已经在国内的大型生命科学公共平台上安装使用。

此外，我们还推出了很多超分辨显微成像配套产品，包括闪烁探针，成像缓冲液、封闭液等一些特色的试剂耗材。

全自动免疫荧光制样机

仪器信息网：您所研究的技术及产品主要应用领域有哪些？市场需求呈现怎样的特点和趋势？

潘雷霆：目前超分辨显微镜应用最多的还是科研领域，随着整个市场的热度提升，我希望单分子超分辨显微镜的应用不仅局限在科研领域，还要推向如药物研发、药理研究以及病理的精准检测等方向的应用，我认为单分子定位超分辨光学显微镜在这些领域有更广阔的市场。

仪器信息网：您如何评价目前国内高端光学显微镜自主研发和国产化现状，与国外技术相比处于什么水平？

潘雷霆：我感到很自豪，在高端超分辨显微镜市场，我们国内的学者是走在前列的，毕竟我们国家在早期显微镜发展中没有很好地参与。比如，国内在结构光照明超分辨显微镜领域有很多优秀的学者，像陈良怡教授、李栋教授、席鹏教授，他们也都将成果进行了转化。因此，在高端超分辨显微镜领域，我们国家做得非常好，包括单分子定位超分辨成像技术，除了我之外，国内也有很多学者都在做这件事情。我相信我们国家在高端光学显微镜市场会越来越好。

仪器信息网：谈谈对国产生命科学仪器未来的展望。

潘雷霆：虽然国产仪器现在做得挺不错，但细究起来还是有问题的。我们常听到农夫山泉广告词中那句“大自然搬运工”，现在高端国产仪器厂商某种意义上也是进口仪器的“搬运工”。比如，超分辨显微系统是一个多种部件耦合所搭建起来的系统，很多关键部件如物镜，稳定的激光器等都还是采购进口的，导致很多利润被他们拿走了。我认为以后中国还是应该有人牵头去自主研发这些关键部件。虽然会辛苦一点，但还是要做，否则只能沦为别人的打工者，也很容易被卡脖子。

仪器信息网：今年是仪器信息网成立25周年，请您谈谈对仪器信息网未来有哪些建议或者期待？

潘雷霆：我觉得仪器信息网已经做得很好，以前采购仪器经常看仪器信息网的信息，这些信息很重要。关于建议，因为现在行业交叉的非常厉害，有些技术在这个行业不是能用的技术，可能却是另外一个行业的从业者找了好久的技术，但两个行业的信息并不对称。仪器信息网作为一个平台，掌握足够多的信息，建议内部做好交叉沟通，做信息的筛选和分类，将信息更好地传递给给广大仪器生产制造者。