徕卡激光显微切割技术 20 周年

最早的激光显微切割系统早在 45 年前的 1976 年就由德国病理学家发明 [1,2]。他们使用直立式 Leitz-Orthoplan 显微镜，并率先发明了重力收集法。这项技术在当时遥遥领先，但似乎随着时间推移被遗忘。或许是因为当时缺乏合适的处理像单细胞这样微小的样本下游分析方法。

20 年前，Leica Microsystems 推出了 Leica AS LMD 系统。与此同时，PCR 技术的发明使得微量核酸作为模板的分析方法成为可能。此外，通过重力作用将多个切割物汇集至同一收集容器的方法，也为质谱分析提供了足够纯净的起始材料，适用于蛋白质组学或代谢组学研究。

Leica AS LMD 是推动科学研究和诊断技术取得突破性成果的基石。最初，激光显微切割技术（LMD）在癌症研究与诊断领域展现出独特价值。该技术通过可视化操控和精准分离特定显微目标，样本用于 PCR 或测序等下游分子生物学分析，这一技术对癌症诊断、肿瘤研究、转移灶乃至亚肿瘤细胞层面的探索始终发挥着关键作用 [3]。诊断层面上，排除周围健康细胞的干扰、准确识别导致肿瘤发生的底层突变至关重要。基于此，可实施针对性治疗——这一理念如今以"精准医疗"被大家熟知 [3]。除癌症外，任何在形态学上与健康细胞存在差异的病变细胞，均可通过激光显微切割技术实现样本可视化操控下的靶向纯化。

法医学是激光显微切割技术的另一重要应用领域。最显著的例子是能够将犯罪者的精细胞与受害者的皮肤细胞分离，从而通过犯罪者和受害者的 DNA 指纹确证，为案件提供确凿证据 [12,13]。

徕卡 LMD 的演进历程：自推出以来，徕卡 LMD 系统始终围绕客户需求和期望不断升级，成为连接显微镜技术与分子生物学的可靠研究工具。

主要亮点包括：

2001 年 – 推出 Leica AS LMD 并引入专用荧光模块

2002 年 – 引入自动化图像存储数据库

2003 年 – 为 LMD 推出特殊 150 倍干镜及样本概览功能

2005 年 – 发布 LMD6000、LMD 扫描载物台及模式识别模块

2007 年 – 推出免膜收集的 Draw+Scan 模式

2009 年 – 发布 LMD6500 和 LMD7000 系统

2010 年 – 引入芯片实验室收集装置（现称：通用支架）

2011 年 – 专用 LMD 相机 CC7000 问世

2012 年 – 专为高激光功率应用设计的 10 倍特殊物镜及激光螺旋切割技术

2013 年 – 48 孔收集器、第三方模式识别接口、大区域点对点切割功能

2014 年 – 第 1000 台 Leica LMD 系统售出

2015 年 – 推出 LMD6 和 LMD7 型号，新增阴影切割技术

2016 年 – 数据库报告功能

2017 年 – 推出 LMT350，支持直接收集至 96 孔板，配备特殊 2.5 倍 LMD 物镜

2018 年 – 最终脉冲切割模式

2019-2021 年 – 384 孔板收集选项，形状导入及通量优化

过去 20 年间，Leica LMD 系统的应用领域不仅扩展，系统本身也不断改进以满足用户需求。这种基于与客户紧密交流、逐步完善以充分理解系统需求的开发理念，使 Leica LMD 系统成为当今高标准工作流程的理想工具，尤其适合高通量实验和与人工智能等前沿技术的结合 [14]。癌症生物标志物研究是激光显微切割技术的主要应用方向 [15]。或许 Leica LMD 系统能为未来癌症疫苗研发贡献力量——新冠疫苗首创者 BioNtech 在其传统癌症研究部门就采用了激光显微切割系统进行相关探索 [16]。

徕卡激光显微切割系统前产品经理、现任生命科学事业部研究显微镜与样品制备应用管理经理的 Falk Schlaudraff 博士回忆道，大约五年前他在美因茨 BioNtech 总部安装并培训 Leica LMD7000 系统：“看到 BioNtech 这样顶尖且技术精湛的研究人员应用这项伟大技术，我感到无比自豪。癌症与 COVID-19 的生物标志物研究路径非常相似。过去 20 年激光显微切割技术的成功实践让我确信，无论是与 Thomas Conrads 领导的 WHIRC 团队，还是 Matthias Mann 主导的诺和诺德基金会合作，BioNtech 的研究人员都借助我们的 Leica LMD 系统推动未来医疗进步。我感恩过去那些年能周游世界与研究人员交流 LMD 技术应用，建立富有成效的合作网络与友谊，激励着我助力全球研究人员借助我们的系统，为当今及未来的问题寻找治愈方法、疫苗、生物标志物和解决方案。