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亚细胞元素分析新选择——GenesisBIO点阵飞秒激光剥蚀技术:实验室微区元素成像,告别机时焦虑

发布日期: 2026-07-15

介绍

一、你的微区分析,是否也在排队?

从事微区元素分析的科研人员,常面临两难:

  1. 同步辐射XRF/XAS:机时申请周期长,远程实验协调成本高,筛选性分析受限于机时分配;
  2. NanoSIMS:空间分辨率极高,但机时与运维成本高昂,且超高真空环境对生物/含水样品的制样要求严苛。

核心矛盾:大量课题需要高通量、宽元素覆盖、可定量的微区筛选与成像,却受限于大型装置的机时瓶颈。

二、GenesisBIO:实验室自主的微区元素成像平台

 GenesisBIO 可在同步辐射与 NanoSIMS 的技术链路中,提供前置筛选、定量校准与高通量分析能力。

 

一张表看懂技术互补:同步辐射、NanoSIMS、GenesisBIO如何选择?

选择指南:

要看清细胞器尺度的金属分布,追踪同位素的蛛丝马迹?

<50 nm 的微观世界,交给 NanoSIMS

样品珍贵到不能有半点损伤,还要分辨铁究竟是 Fe&sup2; 还是 Fe&sup3;

 化学态的指纹信息,交给同步辐射XRF

至于每天成批的切片等着筛查,想快速知道"哪里富集了什么、富集了多少"?

→ GenesisBIO 就是实验室里那台不用写机时申请、随时上机的元素显微镜。

 

GenesisBIO 的技术优势协同能力

"冷剥蚀"的技术优势

GenesisBIO采用343 nm飞秒激光,脉冲宽度≤260 fs。飞秒激光剥蚀以多光子非线性吸收为主导机制:超短脉冲在电子-晶格能量传递及热扩散发生之前完成能量沉积,材料在极高峰值功率密度下发生非热剥离,热传导几乎可忽略。这一物理过程带来三项核心性能:

1. 高空间分辨率真实反映亚微米级元素分布

热影响区可忽略,剥蚀区域元素迁移与扩散极小,空间分辨率真实反映原始分布。高空间分辨率模式下可达~200–500 nm。

2. 高灵敏度与优异信号稳定性

剥蚀产物以纳米级颗粒为主,气溶胶传输效率高,ICP-MS 端信号稳定性好、灵敏度高。这一特性不仅支撑大面积连续面扫,也使得痕量元素的检出与高空间分辨率成像的信噪比得以提升。

3. 多元素比值保真与多种定量方法

各元素按近化学计量比进入气相,分馏效应微弱,多元素同时分析时元素比值保真度高。在此基础上,GenesisBIO 具备多种成熟的定量与校准方法:

  • 固体标准加入法:采用 NIST 玻璃系列(如 NIST SRM 610/612)、USGS 矿物标样或实验室自制凝胶标准样品等固体参考物质,建立元素浓度-信号强度校准曲线;
  • 外标法:以基体匹配或近似基体的固体标样作为外部校准标准,结合归一化信号实现未知样品浓度的直接推算;
  • 内标法:通过向样品中引入已知浓度的内标元素(如铑、铼等),或利用样品基体中已知浓度的主量元素作为内标,校正信号漂移与剥蚀率差异,提升定量准确度与长期稳定性。

 

四、领域典型应用

GenesisBIO 已被广泛应用于肿瘤免疫微环境、神经退行性疾病、药物递送示踪、环境健康毒理及材料科学等领域,承担组织切片多元素成像、生物样品常压原位分析等任务。

与同步辐射、NanoSIMS 的协同优势

  • 高通量筛选:自主完成cm级面扫与大批量样本分析,快速获取元素分布全貌,输出坐标供靶向精细分析,优化机时分配;
  • 可靠定量能力:基于固体标样、外标法与内标法建立定量曲线,实现 μg·g⁻&sup1; 级浓度测定,为精细定位数据提供浓度基准;
  • 常压原位分析:无需脱水、包埋或镀金,配合冷冻附件即可对新鲜冷冻切片进行近原位分析,同时为需超高真空环境的分析提供常压基准数据;

 

结语:让微区分析从"稀缺资源"回归"常规工具"

同步辐射与 NanoSIMS 是微区分析的重要支柱,但大量日常科研需求并不依赖 50 nm 的极致分辨率,却迫切需要摆脱机时限制、降低运行成本、提升分析通量。

GenesisBIO 飞秒激光剥蚀系统,正是在这一最佳平衡点上,为实验室提供自主可控的解决方案:

亚微米分辨率 × 宽元素覆盖 × 可定量 × 高通量筛选

样品制备完成即可上机,数小时内获取多元素分布信息,无需将研究进度押注于有限的机时分配。