关键词：活细胞成像，结构照明，共聚焦显微镜

一、引言：把常规活细胞共聚焦留在实验室

活细胞实验最怕环境波动。把培养皿从培养箱搬到平台，再在显微镜上重新建立温度和 CO₂ 条件，往往要花掉不少时间，长时程延时拍摄还要受平台机时限制。对于孔板筛选、细胞器形态观察、Z 轴层扫这类高频、常规的工作，如果能在本实验室的台面上完成，实验安排会灵活很多。

Aurox Unity 是一台面向这类需求的桌面式免激光共聚焦一体机：封闭机身自带暗环境，内置多光谱 LED 光源、结构照明转盘、双芯片 sCMOS 相机、加热样品台和数据存储，通过 iPad 操作。本文按实际使用流程介绍它的工作方式、操作步骤、日常维护、已发表的应用实例和局限，并讨论它与核心平台的分工。

图1 Unity 整机外观：上方红色盖板内为样品台与低倍总览镜头，机身侧屏显示 CO₂、湿度和温度读数。图片来源：Aurox Unity 产品资料（宣传册，2024）。

二、原理：两块芯片同时记录切片像与宽场像

Unity 采用与 Aurox 其他产品相同的孔径相关结构照明原理（Wilson 等，1996）：旋转盘上透光、反光条纹相间，焦面荧光主要透过盘面形成 T 像，焦外荧光在透过与反射（R 像）之间大致平分，T−R 得到切片像，T+R 得到宽场像。由于约一半盘面透光，LED 光源即可满足照明需要。

与加装模块不同，Unity 的相机由两块 2048×2048 科学级 CMOS 芯片并排组成，共用电子线路并逐像素配准，分别接收 T 像和 R 像。两幅像同时采集，宽场与共聚焦之间的切换由计算完成，不需要机械动作。其专利光路可从样品上方（低倍总览）和下方（高倍物镜）两侧成像（图2）。

图2 Unity 光路示意：样品上方为低倍总览镜头，下方为高倍物镜；实线为透过旋转盘的成像光路，虚线为被盘面反射的光路，两路均进入相机。图片来源：Aurox Unity 产品资料（宣传册，2024）。

主要规格如下（以官网现版为准，不同年份资料存在差异）：

三、使用要点：一次活细胞实验的操作流程

图3 Unity 活细胞实验操作流程。图片来源：北京欧浩科技根据 Aurox Unity 官网功能说明绘制。

1. 准备环境：提前开启加热样品台，官网标注温度范围 25–37 ℃；接入 CO₂，并按要求配置外部加湿器和混气装置，待温度稳定后再放样，可减少焦面漂移。
2. 装样：根据样品选择孔板、培养皿或载玻片样品托。样品托带固定结构，并以磁吸方式定位在 XY 台上。
3. 总览定位：先用低倍总览模式找到目标区域，再切换到高倍物镜，可减少在高倍下寻找视野时的光照。
4. 设定通道与曝光：在 iPad 上开关各荧光通道，拖动调节曝光和亮度，参考直方图避免饱和；活细胞实验宜在可分辨结构的前提下尽量降低曝光。
5. 设定位置：添加多个感兴趣区域；孔板可按孔位单独或成块选择，系统为每孔生成可单独调整的采集方案；大范围样品可拖框设定拼图。
6. 设定 Z 栈与延时：拨动对焦轮标记 Z 栈上下限，再设定延时总时长和间隔。
7. 保持焦面：开启红外硬件自动对焦（以盖玻片反射测量焦面位置）；当盖玻片位置不能可靠反映样品位置时，可叠加基于图像清晰度的软件自动对焦。
8. 数据管理：iPad 上显示优化后的预览图，完整原始数据保存在机内 4 TB 固态硬盘，可通过网络连接本地 NAS 或云存储，并支持远程查看。

四、已发表的应用实例

检索 Europe PMC 全文库，方法部分明确写明使用 Unity 的同行评议论文目前不多，集中在德国吉森大学 M. L. Schmitz 课题组及其合作者：Pfisterer 等（2024）用其研究有丝分裂期组蛋白 H2B 第 6 位丝氨酸磷酸化的时空分布；Deutschmeyer 等（2025）研究 SIAH3 与线粒体代谢，部分共聚焦图像由其采集；Dreute 等（2025）用 60×/1.4 NA 物镜、0.15×0.15×0.3 µm 体素对表达 COX8-GFP 的细胞进行线粒体三维成像与定量（图4），并用于 Lamin B1 染色的核形态分析。

图4 文献实例：用 Unity 采集的 Z 栈重建线粒体三维结构（A），并统计每个细胞的线粒体数目（B），比较药物处理与致癌基因表达的影响；样品为固定后成像。图片来源：Dreute J 等，Cell Death Differ 2025，Fig. 5A–B，CC BY 4.0，已裁剪。

这些研究说明该设备能产出满足期刊发表要求的三维荧光数据，但样品多为固定细胞，长时程活细胞成像的发表数据和与激光共聚焦的系统对比仍较少。

五、局限

• 配置相对固定：物镜、滤光通道等配置相对固定，扩展性不及开放式显微镜。
• 相减噪声与深度：T−R 无法去除焦外光的散粒噪声，背景强的厚样品切片像会显得颗粒化；强散射组织的深层成像仍需多光子等手段。
• 功能边界：不具备光漂白恢复、光激活、光谱拆分等激光光操控功能。
• 环境辅件：加湿与 CO₂ 混气需另配外部装置。
• 光毒性证据：并行照明降低单点峰值光强有综述支持（Icha 等，2017），但针对该机型的光毒性实测尚未见发表，应以自有细胞的实验为准。

六、日常维护

• 样品托和载台按实验室常规消毒，防止培养液渗入光路窗口；物镜和窗口用镜头纸与推荐溶剂清洁，油镜用后及时除油。
• 定期检查加热样品台、CO₂ 和加湿气路接头，保持气源充足。
• 定期检查机内存储占用，及时导出和备份数据；iPad 与主机保持干燥，无线连接按单位 IT 规范管理。
• LED 光源为免激光设计，日常通常无激光安全管理负担，具体维护按厂家建议执行。
• 官网称机身便于常规去污、适用于 CAT-3（英国三级防护）实验室，这属于设计取向，进入防护区前仍须通过本单位生物安全评估。

七、与核心平台的分工

实验台上的一体机适合承担日常活细胞观察、孔板多位点、Z 栈与预实验；核心平台的激光点扫描、特殊激光线、超分辨和多光子系统则用于有专门需求的实验。两者是互补关系，合理分工可以缓解平台排队，也让平台机时用于更需要它的实验。

八、小结

Unity 把孔径相关结构照明、活细胞孵育、自动对焦和数据存储集成在一台桌面设备中，使常规活细胞共聚焦可以在实验室内完成。使用时应重视环境预热、低曝光设置和自动对焦策略，并认识到其在深层成像和光操控方面的边界。建议以自有样品按计划的曝光、间隔和总时长进行实测后再做决定。

如需在样机上用自有样品测试，可提前预约。

参考文献

[1] Wilson T, Juškaitis R, Neil MAA, Kozubek M. Confocal microscopy by aperture correlation. Opt Lett. 1996;21:1879–1881. doi:10.1364/OL.21.001879

[2] Juškaitis R, Wilson T, Neil MAA, Kozubek M. Efficient real-time confocal microscopy with white light sources. Nature. 1996;383:804–806. doi:10.1038/383804a0

[3] Icha J, Weber M, Waters JC, Norden C. Phototoxicity in live fluorescence microscopy, and how to avoid it. BioEssays. 2017;39:1700003. doi:10.1002/bies.201700003

[4] Pfisterer M, et al. The Aurora B-controlled PP1/RepoMan complex determines the spatial and temporal distribution of mitotic H2B S6 phosphorylation. Open Biol. 2024;14:230460. doi:10.1098/rsob.230460

[5] Deutschmeyer VE, et al. SIAH3 is frequently epigenetically silenced in cancer and regulates mitochondrial metabolism. Int J Cancer. 2025;156(2):353–367. doi:10.1002/ijc.35202

[6] Dreute J, et al. Synergistic targeting of cancer cells through simultaneous inhibition of key metabolic enzymes. Cell Death Differ. 2025;32:2239–2256. doi:10.1038/s41418-025-01532-5

[7] Aurox Ltd. Unity 产品页. https://www.aurox.co.uk/aurox-unity.php （2026 年 10 月访问）

[8] Aurox Ltd. Unity – The All-in-One Benchtop Confocal 宣传册，Ver 1.8.24，2024.

图片说明：图1、图2 版权归 Aurox Ltd.；图3 为自绘；图4 引自 CC BY 4.0 开放获取论文，已注明出处并裁剪。