【首发】超维景完成数千万元A2轮融资，研制全球首款微型化三光子显微镜，实现“深脑成像”

动脉网第一时间获悉，北京超维景生物科技有限公司（以下简称“超维景”）完成数千万元的A2轮融资，由中信建投资本、广州同新科创基金、首正泽富和老股东北京协同控股、广东协同控股、星润资产共同投资。本轮资金将主要用于多光子显微镜和多光子医疗器械研发和海外市场开拓。

超维景是一家专注于高端生物医学成像设备研发、生产和销售的国家高新技术企业。在顺利完成本轮A2轮融资后，超维景已累计获得超亿元融资，公司团队的研究成果也数次登上国际顶刊。

2017年超维景核心团队成功研制仅2.2g的超高时空分辨微型化双光子显微镜，在国际上首次获取了小鼠在自由行为过程中大脑皮层神经元和神经突触活动的动态图像，被评为“2017年度中国科学十大进展”和《Nature Methods》“2018年度方法”（无限制行为动物成像），2021年该团队的第二代微型化双光子显微镜将成像视野扩大了7.8倍，同时具备获取大脑皮层上千个神经元功能信号的三维成像能力，原始论文发表于《Nature Mehtods》。2023年成功研制微型化三光子显微镜，重量仅为2.17克，一举突破了此前微型化多光子显微镜的成像深度极限，首次实现对自由行为小鼠的大脑全皮层和海马神经元功能成像，为揭示大脑深部结构中的神经机制开启了新的研究范式。

小鼠佩戴微型化三光子显微镜实景及大脑神经元和血管成像图

2023年12月由超维景公司自主研发的在体双光子显微成像系统获得江苏省二类创新医疗器械上市审批，这是中国首个基于双光子显微成像原理的医疗器械。

成立至今，超维景已顺利完成数轮融资，公司为何能持续获得资本和市场的青睐？何为三光子显微镜？该显微镜又有何突破性创新优势能获《Nature Methods》收录？成功研发全球独家微型化三光子成像技术之后，超维景的下一个阶段，又将从哪些方面来发力？

在聊到三光子显微镜前，超维景公司联合创始人王爱民首先向动脉网介绍起单光子与多光子成像技术。

在生命科学和医学研究中，成像技术的创新突破一直是推动生命科学进步的核心动力，也是新生物学发现、发展的主要驱动力。多光子成像技术就是通过发射激光与生物组织内的分子、原子发生“反应”，释放荧光光子，以荧光成像的方式使我们能以无创的方式直接观测到组织内部。

生物组织透光性良好，但是散射性也很强，一般情况下，生物组织细胞高分辨成像的穿透深度“软极限”在1mm左右。然而，波长更长的激光在穿透生物组织的时候，对光的散射程度更小，穿透能力更强。

多光子吸收是一种荧光物质的非线性激发方式，其中双光子的激发波长是单光子激发波长的两倍，三光子则是三倍，与单光子相比能获取近乎10倍的成像深度提升。其非线性的激发方式，也使得多光子成像具有更好的信号-背景比及层切扫描能力。这一切的成像优势使得多光子成像技术尤其适用于应用情况复杂的活体成像，从而发展成为活体成像的利器。

1990年，康奈尔大学的Winfried Denk开发了全球第一台双光子激光扫描显微镜。进入21世纪后，随着超快激光器的技术突破和商业化发展，双光子显微成像技术快速成为应用最为广泛的活体动物成像技术手段。值得一提的是，超维景的创始人程和平院士与双光子显微镜的结缘，最早也是在1992年，成为首批双光子技术应用的参与者与推广者。

此后经过近三十年的发展，双光子显微镜如今已成为研究脑科学必不可少的工具。但传统双光子显微镜除了体积重量庞大笨重外，只能做麻醉或固定头部的动物成像。这显然难以满足脑科学在自由行为动物脑内实时观察神经元信号的需求。

在此背景下，程和平院士团队经过多年的技术攻关，攻克了多项领域内尚未攻破的核心技术，于2017年成功研制探头仅重2.2g的超高时空分辨微型化双光子显微镜，并利用该设备国际首次获取了小鼠在自由行为过程中，大脑皮层神经元和神经突触活动的动态图像。这项革命性的新技术也因此入选2017年的“中国科学十大进展”，并被《Nature Methods》评为“2018年度方法”。

也是在这款微型化双光子显微镜问世的前一年，在北京大学、政府政策、资本等要素多方助力下，程和平院士团队成立了超维景，推动这一成像装备商业化和产业化。

不可否认的是，被视为“终极疆域”的脑科学仍有琳琅满目的“秘密”未能被我们“看见”，而我们对深脑的持续探索离不开日新月异的技术手段。“超维景的诞生来源于创新，这也是超维景存在的核心价值。”王爱民说道。

因此，在初代微型化双光子显微镜得到广泛应用后，程和平院士团队又于2021年发布了第二代微型化双光子显微镜。相较于第一代，第二代微型化双光子显微镜的视场增大了7.8倍，支持三维扫描和多平面快速切换，因此能看到的神经元数目增加了几十倍。

如文章开篇所提到的，2023年超维景团队进一步扩展了自由行为动物脑成像的深度，融合了之前微型化双光子和台式三光子的各自优势特性，激发光可以穿透整个小鼠大脑皮层和胼胝体，实现对小鼠海马CA1亚区的直接观测记录，神经元钙信号最大成像深度可达1.2 mm，血管成像深度可达1.4 mm。

2021年，酝酿6年多的“中国脑计划”终于尘埃落定，正式启动。

2016年，我国《“十三五”规划纲要》正式发布，将“脑科学与类脑研究”列为“国家重大科技创新和工程项目”。“中国脑计划”以“一体两翼”为结构，即以研究脑认知的神经原理为基础，用以研发重大脑疾病的治疗方法和推动新一代人工智能的发展。2021年9月，科技部网站正式发布科技创新2030“脑科学与类脑研究”重大项目2021年度项目申报指南的通知，涉及59个研究领域和方向。

神经元是神经系统的基本结构和功能单位之一。上千亿个、数百种以上神经元通过百万亿个突触联结组成人脑神经网络，以特殊的神经环路实现感知、运动、思维等功能。如何打破尺度壁垒，融合微观神经元和神经突触活动与大脑整体的信息处理和个体行为信息，是领域内亟待解决的一个关键挑战。 

超维景已布局微型化多光子成像产品体系，并成功实现多款产品的产业化---SUPERNOVA-100一体式微型化双光子显微镜、SUPERNOVA-600集成式微型化双光子显微镜与SUPERNOVA-3000微型化三光子显微镜等。

“微型化”是指将显微镜做到拇指大小，可以佩戴在小鼠头上，同时不影响小鼠的自由活动，进而观察小鼠在觅食、社交、睡觉等自主行为时大脑神经元的真实活动和功能连接。超维景的微型化显微镜体积微小，让小鼠能够“戴着跑”，实现了自由行为动物的清晰稳定成像，可用于在动物觅食、跳台、打斗、嬉戏、睡眠等自然行为条件下，或者在学习前、学习中和学习后，观察神经突触、神经元、神经网络等的动态变化，从而获取小鼠在自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动的动态图像。

 SUPERNOVA系列微型化多光子显微镜成像系统

就具体应用而言，微型化双光子系列产品实现了活细胞的实时动态高分辨率成像，能长时程观察神经突触、神经元、神经网络、远程连接的脑区等多尺度、多层次动态变化。此外，该产品可在多种模式动物上进行多通道、多脑区在体成像，可进行双色成像、三维成像，也可与光遗传设备整合使用。

微型化双光子系列产品作为一项突破性创新产品，开启了脑科学研究新范式，在上市后也帮助许多国内外科研团队取得了重要研究成果。如浙江大学脑科学与脑医学团队在探索神经元如何影响内小鼠的侧前额叶皮层活动时，利用此系统观察在清醒活动的动物中脑内单个神经元水平的发放，此研究成果后续发表在国际知名期刊《Neuron》上。

SUPERNOVA-100/600可装配多款微型化双光子探头，可以实现对神经元单个树突棘成像，同时对数以千计的神经细胞成像，以及实现对小鼠大脑各皮层成像。

在SUPERNOVA-3000微型化三光子系列上搭配新型的光学构型设计的微型化三光子探头，有效提高散射荧光的收集效率，达到台式三光子成像深度的极限，将成像深度大大扩展至1.4mm，可穿透整个小鼠大脑皮层，突破胼胝体，进行海马成像。现代脑科学研究已证实，帕金森病、阿尔茨海默病、抑郁症和强迫症等神经疾病与大脑深部的结构和功能异常密切相关。

单光子光学、双光子光学和三光子光学对小鼠大脑的成像深度对比

超维景SUPERNOVA-3000产品，使得神经科学的研究人员将可以在保留完整的大脑皮层结构投影的前提下，对例如涉及海马或纹状体结构等，大脑皮层及皮层下方脑区之间的神经网络进行深入研究。

据王爱民介绍，超维景在今年11月携SUPERNOVA-100等多款自研产品亮相全球规模最大的神经科学会议——美国神经科学学会年会（SfN 2023），为来自世界各地的科学家展示来自中国的尖端科技与原始创新力量，得到诸多国际顶尖科研机构和科学家的高度认可。

 美国神经科学学会年会现场

“除了对创新的不断探索之外，超维景的发展也重在实现前沿技术的产业转化，为发展开拓创新之路。”王爱民继续说道。

据悉，超维景已成功完成显微镜的产品化，解决了包括探头、特种光纤、飞秒激光器、微型化物镜等核心技术部件的国产化瓶颈，实现了自主生产微型化多光子显微成像系统，广泛应用于全球脑科学的研究院所。

就商业价值来看，微型化多光子成像系统已获得国内的上亿元订单，以及国外的数千万元订单。

其中，国内用户包括北京大学、中科院上海神经所、中科院深圳先进技术研究院、复旦大学、上海交通大学、西湖大学、中山大学、华南理工大学、南京脑观象台等。国外用户包括加州理工、纽约大学、德国马普神经所、德国波恩大学、德国马普鸟类研究所等。

如今，超维景共申请专利超过百项，其中发明专利54项，授权发明专利7项，并于2021年通过国家高新技术企业资质认定。

“‘唯一不变的就是变化本身’，追求变化是超维景求索成功的手段，而目标与方向则是万变不离其‘宗’”。超维景将多光子显微技术的应用场景进一步提升和拓展，为全球生命科学和临床医疗在体成像的高速发展做出卓越贡献。目前，这项技术已应用于人体皮肤细胞在体检测。

SV780在体双光子显微成像系统于 2023年12月获批上市，是中国首个基于双光子显微成像原理的医疗器械。该产品可以辅助医生在几秒内获得活细胞及其生理环境中的组织结构详细信息，具有实时、无创、动态的辅助诊断优势，为患者和医生带来前所未有的便利。

 SV780 在体双光子显微成像系统

未来，超维景也计划将其与传统内窥镜相结合，进一步提升细胞成像功能，形成多模态内窥诊断系统，迈向临床医疗检测和诊断市场。预计的应用场景有消化道、呼吸道肿瘤、宫颈癌等在体活病理的早筛早查等。

如前文所介绍，超维景的核心力量来自北京大学程和平院士创建和领导的多学科交叉团队，而团队这种集中多学科的优势也直接体现在了程和平院士本人身上。

1987年，程和平从北京大学力学系毕业，获力学学士和生物工程专业硕士学位。同时，程和平还辅修了生物学系的生理学专业，获得第二学士学位。硕士毕业后，程和平留校任教于无线电电子学系。1990年，程和平选择远赴美国马里兰大学（Baltimore）医学院生理系进一步深造，并在1995年顺利获博士学位。

程和平院士躬先表率，领衔超维景跨越生物学、医学、物理学和生理学等多学科深度交叉的团队，一次次解决重大交叉科学问题，为全球生命科学和临床医疗在体成像的高速发展做出贡献。

采访的最后，王爱民也谈到了超维景下一步的发展计划：“超维景多年来致力于成为全球生物医学成像领域的引领者，为推动生命科学的研究与发展提供优质的、系统化的解决方案，共同推动全球脑科学研究的高质量发展。公司将正式启动B轮融资，全面加速出海进程，让‘国之重器’帮助到全球范围内的更多科学家。”

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* 参考资料：

1. 《探索生命科学“终极疆域”，微型化多光子显微镜照亮大脑》，动脉网

2. 《看得见的生命健康，这位北大院士这样说...》，北京大学

3. 《首次实现！祝贺中国科学家》，新华社