探索 Schneider 镜头的工业大画幅光学技术与先进相机的协同效应，如何成为 ExA-SPIM 系统的核心驱动力，突破传统显微技术极限，实现全脑组织的纳米级荧光成像。

Schneider 镜头推动 ExA-SPIM 脑科学成像的革命性突破

艾伦神经动力学研究所一直致力于破解大脑复杂性的前沿研究，其开发的 ExA-SPIM 显微镜正是创新技术的典范。在这项突破性成果中，Schneider 镜头 —— 尤其是 Schneider-Kreuznach VEO_JM DIAMOND 系列工业大画幅镜头 —— 成为连接精密光学与生命科学的桥梁。这款原本用于电子元件显微检测的 Schneider 镜头，凭借其极致的光学精度与大视场特性，让科学家首次能够以纳米级分辨率观察完整小鼠大脑的神经元网络，重新定义了光片显微镜的应用边界。

一、脑成像的终极挑战：从微米到纳米的跨越

小鼠大脑虽小，却包含近 8000 万个神经元及其复杂突触连接。传统显微镜面临双重难题：高放大倍率下视野受限，大范围成像则分辨率不足。ExA-SPIM 通过 “膨胀显微镜” 技术将脑组织物理放大 3 倍，使纳米级结构（如突触间隙）变为光学可分辨尺度，但这对成像系统提出了严苛要求：需要兼具大视场、长工作距离、高数值孔径的光学系统，而 Schneider 镜头正是为解决这一挑战而生。

小鼠大脑神经元的图片

二、Schneider 镜头的光学特性：为脑科学量身定制

1. 超大视场（FOV）与高效成像

Schneider 镜头 VEO_JM DIAMOND 5.0×/F1.3 提供 10.6×8.0 mm² 的超大视场，较传统 SPIM 物镜提升 5-10 倍。这意味着仅需 15 个图像拼块即可覆盖 3 倍膨胀后的完整小鼠大脑，而传统系统需 400 个以上拼块 —— 成像时间从数周压缩至数天，数据处理复杂度大幅降低。Schneider 镜头的 “单帧大视野” 特性，成为加速全脑三维重建的核心引擎。

标准显微镜镜头和高放大倍率大画幅镜头的比较

2. 全视场高分辨率与低像差

尽管视野宽大，Schneider 镜头仍保持 0.305 的高数值孔径（NA），结合膨胀技术，实现 0.5 μm 横向 / 1 μm 轴向的有效分辨率，可清晰分辨神经元树突棘等亚细胞结构。其光学系统经过精密色差与球差校正，畸变率＜0.1%，确保从视场中心到边缘的成像一致性 —— 这对神经元追踪的准确性至关重要，避免因像差导致的结构误判。

3. 长工作距离与液体浸没优化

膨胀后的脑组织体积增大 10-20 倍，需 35 mm 以上的工作距离容纳样品池。Schneider 镜头的长工作距离设计不仅避免物理碰撞，更支持液体浸没成像：通过匹配水凝胶折射率的浸没介质，消除界面光学失真，使深层组织荧光信号的采集效率提升 40%。这种工业级光学设计与生物医学需求的跨界融合，展现了 Schneider 镜头的适应性潜力。

这款 TITANITE 镜头专为光片显微镜开发，并配有浸渍帽

4. 高光展量与快速成像

Schneider 镜头的光展量（G=19.65 mm²）是传统显微物镜的 3 倍以上，可高效收集大视场内的微弱荧光信号。搭配 Vieworks VP-151MX 相机（151 MP 索尼 IMX411 传感器），实现每秒 946 兆像素的数据读取速度，与光片扫描同步，避免运动模糊，确保动态成像的清晰度。

三、跨领域创新：从工业检测到神经科学的光学迁移

Schneider 镜头的工业基因（如电子元件缺陷检测所需的亚微米级精度）恰好契合脑科学对 “结构忠实性” 的需求。其物镜设计中针对金属表面检测优化的反射光控制技术，被创造性地用于荧光信号增强；而大景深特性则在厚组织成像中避免了传统物镜的焦平面漂移问题。这种 “非生物医学原生技术的跨界应用”，凸显了 Schneider 镜头在光学工程领域的普适性优势。

四、未来展望：Schneider 镜头照亮神经科学新维度

ExA-SPIM 系统凭借 Schneider 镜头的光学突破，不仅实现了全脑结构的高清重建，更开启了动态神经活动成像的可能。其大视场与高速度特性，为记录数千神经元的同步电活动提供了硬件基础。Schneider-Kreuznach 以工业级光学品质赋能生命科学，印证了精密制造与基础研究的协同创新力量。

今明视觉作为 Schneider 镜头的专业代理商，深耕光学解决方案多年，可针对科研与工业场景提供从镜头选型、系统集成到技术支持的全链条服务。若您在生命科学成像、精密检测等领域需要 Schneider 镜头的前沿光学技术，欢迎联系今明视觉，共同探索光学创新与科研突破的无限可能。