低温显微物镜,是应用在低温显微镜中,工作在低温、超低温条件下的物镜,目的是实现低温高精度显微成像。
物镜,是显微镜的重要组成部分,功能是对被检测物体进行成像,通常由多个透镜组合而成,以规避单个透镜的成像缺陷,其性能优劣直接影响显微镜成像质量,地位重要性突出。
普通显微镜工作在常温下。低温显微镜工作在低温环境中,配置有低温冷却系统,将样品冷却后在低温条件下进行观察,以获得样品的微观结构,产品主要包括低温光学显微镜、低温电子显微镜两大类,低温电子显微镜又包括低温扫描电镜、低温透射电镜等类型,可以广泛应用在物理学、化学、材料科学、生命科学、医学等领域。
工作在超低温条件下的低温电子显微镜,也称为冷冻电镜,工作时,样品经过超低温冷冻处理后,在超低温条件下进行观察。由于样品迅速被冷冻,样品中的水分呈玻璃态,降低了冰晶产生概率,不会使样品结构发生改变,因此冷冻电镜可以获得样品的清晰三维结构。冷冻电镜观察对象范围拓宽,包括液体样品、半液体样品、对温度敏感样品、对电子束敏感样品等。
根据新思界产业研究中心发布的
《2024-2029年中国低温显微物镜行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,由于工作环境特殊,应用在低温显微镜上的物镜,与常温物镜相比,其性能与结构存在明显差异。例如德国卡尔蔡司(Carl Zeiss AG)推出的低温显微物镜,拥有密封件,以在物镜与冷冻室之间提供密封。德国Attocube Systems AG公司推出的低温显微物镜,是一种消色物差镜,具有高数值孔径、高收光效率、小光斑直径等特点,避免了常温物镜在低温条件下使用会产生的光轴变化、色差等问题。
冷冻电镜是低温显微镜的重要产品类型。2023年,全球冷冻电镜市场规模约为4.2亿美元,预计2023-2029年将继续以5.6%的年复合增长率增长。在此背景下,全球低温显微物镜市场发展空间正在不断增大。
在冷冻电镜中,冷冻透射电镜是最为常见产品类型,通常情况下,冷冻透射电镜被直接称为冷冻电镜。一直以来,我国冷冻透射电镜需求完全依靠进口,但生物岛实验室已经自主研发出120kV场发射冷冻电镜核心部件120kV场发射电子枪。我国有望实现冷冻透射电镜国产化,因此政府对低温显微物镜自主研发关注度高。
新思界
行业分析人士表示,我国2023年度国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项中提出,开发低温显微物镜,突破高数值孔径、长工作距、复消色差物镜光学设计、耐低温机械设计、高精度物镜装配等关键技术。这将推动我国低温显微物镜自主研制实力不断提升。