从光学底座到多元应用：一家国产科学仪器企业的研发路径

即使通过基因测序发现了它，也不意味着研究者就能直接获得这种细菌的活体菌株。要进一步研究它的功能，还需要将目标细胞从复杂的微生物群落中分离出来，并尽可能保留其活性，以便后续培养和分析。

2026年发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的一项研究展示了这一过程。

研究团队使用长光辰英PRECI SCS-R300拉曼单细胞分选仪，结合细胞形态、拉曼光谱和机器学习开展选择性培养，最终获得两个嗜黏蛋白阿克曼菌培养物，其中一个经测序确认属于目标菌种。在同项研究针对大肠杆菌的实验中，人工智能辅助分选的65个候选细胞中，有60个经测序验证为目标细胞，占92.31%。

这项发表于《Nature Communications》的研究，是长光辰英产品应用的一个缩影。面对不同领域的应用挑战，长光辰英以光学创新为驱动，为全球科研及工业用户提供从仪器到耗材的一体化解决方案。

公司 围绕激光诱导向前转移（LIFT）、共聚焦拉曼、转盘共聚焦、光镊及微流控技术，自主开发了单细胞分选、高通量菌落筛选，共聚焦拉曼光谱、转盘共聚焦等多款系列化产品。 产品已广泛应用于微生物、生物医药、材料等科研和工业领域，与国内外100等多所高校及生物制药企业保持深度合作，赢得了良好的市场口碑。

图1. 长光辰英公司

从牛津科研到长春创业，把光学变成科研工具

长光辰英的创立，与创始人李备的跨学科经历密切相关。

2009年，李备获得英国布里斯托大学光子学博士学位，此后先后在英国卡迪夫大学、相关科技企业及牛津大学从事光学研究与仪器开发。2017年，他回国后创立长光辰英，并担任总经理。

在牛津大学工作期间，李备参与了光学技术的工程开发与成果转化，研究涉及生物学、医学成像等领域。对他而言，光学技术的价值不止于提高成像或检测能力，也在于能否被应用到其他学科，解决具体的研究问题。

图2. 中国科学院长春光机所光学系统先进制造全国重点实验室研究员、长春长光辰英生物科学仪器有限公司总经理李备

长光辰英的定位由此逐渐清晰： 以光学技术为基础，研发面向生命科学研究及相关工业应用的科学仪器，并提供配套的实验解决方案。

长光辰英的创立与发展，离不开中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（以下简称“长春光机所”）的科研孵化和产业资源支撑。依托长春光机所的科研孵化和产业资源支撑，长光辰英得以在光学元件、激光器及生命科学相关产业链基础上，推进光学技术向生命科学仪器的转化。

2019年2月，长光辰英发布首台单细胞分选仪；2020年，公司又相继推出共聚焦拉曼光谱仪和拉曼单细胞分选仪。从产品布局看，公司逐步形成以单细胞分选、拉曼光谱和显微成像为核心的三条技术线：单细胞分选服务于目标细胞的识别、筛选与获取；拉曼光谱提供细胞、药物及其他样品的分子组成和化学信息；显微成像则为形态观察、空间定位和动态分析提供支持。

图3. 长光辰英三大核心技术线——单细胞分选、拉曼光谱与显微成像

从单细胞与单菌落筛选到制药检测，持续拓展的应用场景

长光辰英的产品布局以光学技术为基础，覆盖单细胞及单菌落筛选、拉曼光谱检测与显微成像等场景。

图4. 长光辰英全系产品矩阵：拉曼分析、单细胞分选与成像，及配套微流控芯片

其中，单细胞与单菌落筛选构成公司的重要产品主线，拉曼光谱为细胞识别、物质分析和药物固态表征提供信息支持，显微成像则服务于形态、空间分布和动态过程的观察。围绕不同实验需求，公司还开发了配套芯片、分析软件及技术服务，尝试将单台仪器延伸为更完整的实验解决方案。

在微生物研究中，研究者可能需要从复杂样本中找到具有特定代谢能力的细菌，或获得丰度较低、难以通过常规培养筛选的目标菌。

传统流程往往需要经过培养、分纯和逐步筛选，目标细胞的识别与获取之间存在一定距离。长光辰英的单细胞分选产品，尝试将显微观察、目标识别和细胞分离衔接起来。

PRECI SCS系列为可视化的单细胞分选产品，主要采用激光诱导前向转移（LIFT）技术，在显微成像定位目标后实施非接触式分选，帮助研究者定位并分离目标细胞。

在此基础上，PRECI SCS-R300拉曼单细胞分选仪将拉曼光谱检测与单细胞分选结合起来。研究者可以根据细胞的光谱特征开展分析，再按设定的筛选策略分离目标细胞，用于后续培养或测序。该产品系列的应用方向包括功能微生物筛选、稳定同位素探针拉曼（SIP-Raman）相关研究、靶向宏基因组分析，以及降解菌等目标微生物的筛选。

图5. PRECI SCS-R300-F 单细胞分选仪及其多模态工作流程

另一条技术路线是光镊操纵。Scatcher显微光镊单细胞分选仪利用光镊在显微环境中捕获和操纵细胞；Scatcher Ultra拉曼光镊单细胞分选仪进一步整合拉曼光谱检测，可在液体环境中实现细胞捕获、光谱采集与目标分离。

图6.  Scatcher Ultra 拉曼光镊单细胞分选仪系统架构与核心模块

除单细胞分选外，RAcolony高通量菌落智能筛选系统还将自动化识别与操作能力延伸至菌落筛选场景，为微生物筛选流程提供支持。它通过图像识别与自动化操作辅助研究者识别和挑选目标菌落，减少重复性操作。与单细胞分选相比，菌落筛选的对象已经形成可观察的菌落，适用阶段和实验需求有所不同。

图7. RAcolony 高通量菌落智能筛选系统与自动化筛选流程

在单细胞与菌落筛选之外，DonutFlick全景单细胞分选仪进一步将样本适配拓展至细胞悬液和组织切片。设备将激光柔性分选与显微成像结合，可在记录细胞形态、荧光信号及组织空间信息的同时，对目标细胞进行可视化、非接触式分选；并支持与下游测序、克隆培养等流程衔接。

图8. DonutFlick 全景单细胞分选仪核心特性一览

多样化的产品针对不同实验流程形成了差异化方案。具体选择仍取决于样本类型、目标细胞特征，以及研究者后续需要开展的培养、测序或功能分析。

拉曼光谱能够提供与分子振动相关的信息。在生物样本和药物制剂分析中，信号强弱及结果稳定性会受到样品背景、颗粒尺度和采集条件等因素影响。

长光辰英推出的P300共聚焦拉曼光谱仪，面向生物样品的拉曼检测；配套的XtremSig低背景拉曼芯片，则旨在减少芯片自身背景对样品信号的干扰，提高弱拉曼信号的采集能力。

其中，P300-Bio 激光共聚焦拉曼光谱仪是一款面向生物医学研究的单细胞拉曼分析仪。该机型可采集细胞和组织样品的微弱拉曼信号，并支持稳定同位素标记分析。研究人员可用它开展活细胞无标记表征、代谢活性分析和组织拉曼成像。

图9. P300共聚焦拉曼光谱仪核心特性一览

图10. XtremSig低背景拉曼芯片

P300-PartiGen不溶性微粒检测仪将显微观察与拉曼光谱分析结合，用于药物制剂中可见异物和不溶性微粒的分析。显微观察能够提供颗粒的形态、尺寸等信息，拉曼光谱则可进一步辅助判断颗粒的物质组成，为异物鉴定和来源调查提供依据。

图11. P300-PartiGen颗粒物检测仪工作流程

P300-Pharma共聚焦显微拉曼药物分析仪，可支持小分子药物研发、处方表征、稳定性研究及质量问题调查。,辅助区分API的多晶型、盐型、水合物/溶剂化物及无定形态，并监测水合、结晶等固态转变，为晶型相关风险识别和固态形式评价提供数据支持。

图12. P300-Pharma共聚焦显微拉曼药物分析仪工作流程

作为独立的三维荧光成像产品线，S3000超快三维荧光成像系统采用转盘共聚焦成像与电动Z轴扫描，面向活细胞快速成像、三维荧光扫描和动态过程观察。系统提供多种转盘模式及25/45/95 fps可选成像速度，可兼顾不同厚度样品的快速扫描与弱荧光信号采集，适用于细胞及有一定厚度的组织样品的三维成像，为细胞动态、组织结构及相关过程观察提供支持。

图13. S3000超快三维荧光成像系统

从单细胞与单菌落筛选，到拉曼检测和制药分析，再到三维成像，长光辰英围绕单细胞分选、拉曼光谱和显微成像三条技术线，形成了覆盖不同科研与工业需求的产品组合。

国产自研仪器走向海外

长光辰英以自主研发的光学技术为基础，将单细胞分选、拉曼光谱等技术转化为具体仪器，并围绕主机开发配套芯片、分析软件和应用服务，尝试形成从设备到实验流程的产品体系。目前，长光辰英已服务海内外科研及产业客户100余家.

图14 长光辰英为科研及产业客户提供仪器培训与应用支持

海外布局方面，公司正通过国际学术交流、合作及渠道服务建设，推动自主研发仪器进入更多科研与产业应用场景。

图15 长光辰英海外交流活动

从自主光学技术研发，到主机、耗材、软件及应用服务的配套建设，再到科研与工业场景中的持续应用探索，长光辰英正在尝试将国产自研技术转化为可供用户稳定使用的科学仪器。

从真实实验数据出发，探索AI4S的落地路径

在单细胞分选、拉曼光谱和成像等产品之外，长光辰英也在探索光学仪器与人工智能驱动科学研究（AI for Science，AI4S）的结合，希望在结合单细胞与单菌落筛选、拉曼光谱、三维成像和制药分析等产品应用，探索AI4S等新的发展方向。

对这家国产科学仪器企业而言，自主技术研发是起点；能否将技术转化为稳定、可重复使用的产品，围绕用户需求形成持续服务能力，并进一步释放实验数据的科研与产业价值，才是想要到达的终点。