Sensapex电动显微镜和微型操纵器
Sensapex 成立于 2008 年，总部位于芬兰奥卢市。公司源于奥卢大学实验室开发的微定位技术商业化，2011 年 12 月出货首台微操作器；目前全球客户超过 800 家、覆盖 40 多个国家，已服务逾千个实验室。公司在北美设有办事处，并通过全球合作伙伴网络提供本地化支持；核心研发与生产职能均保留在芬兰自有设施中。
Sensapex 以专有专利技术著称，覆盖数字集成、高精度、极致稳定、自动化就绪与易用五大方向，并拥有全球注册商标 ZeroDrift™。产品主要面向电生理研究领域，已逐步拓展至体外受精、MicroLED 测试等前沿应用，同时面向设备厂商提供 OEM 白标与定制开发服务。
Sensapex 产品家族由 uMp 微操作器、uMs 显微镜与载物台、uMc 压力控制产品构成，三者可组合为 uM 工作站系统。产品具有以下技术特点：
1. ZeroDrift™ 压电驱动：运动到位后电机断电、由摩擦力夹持固定，实现超稳定、无漂移定位；
2. 闭环运动控制：uMp 分辨率 5 nm、uMs 分辨率 4 nm，重复性 100 nm；
3. 全数字并行控制架构：以太网直连 PC，控制延迟低，系统可无限扩展；
4. 开源 SDK 与 Python 封装：兼容 ACQ4 等自动化平台，便于实验室二次开发；
5. 触摸屏与旋轮独立控制：即插即用，无需额外 PC；
6. 模块化设计：各产品可单独使用、自由组合，并支持 OEM 定制。
产品主要应用于体外与在体膜片钳、多膜片钳记录、Neuropixels 高密度在体记录、单细胞显微注射与细胞挑选等场景，常与成像和光刺激同步进行。
主要产品分类介绍
（一）uMp 微操作器系列
uMp 系列是 Sensapex 的核心产品，采用闭环压电运动，提供 20 mm 定位量程、5 nm 分辨率与 100 nm 重复性，最大速度 5 mm/s，可承载 150 g 负载。uMp-3 为三轴机型，第 4 轴为虚拟轴，真实进针角度 0–45°；uMp-4 为四轴机型，第 4 轴为物理轴，进针角度可达 0–90°，适合需要陡峭进针角的在体实验。操作器可选旋转、翻转、滑动支架，并配备前置放大器适配器与接地线等附件。
uMp-TSC 触摸屏单元可控制全部 Sensapex 产品，配合 uMp-HUB 最多可连接 65536 台操作器，提供一键移液管清洁、共焦物镜切换等自动化功能，支持以太网连接与锂离子电池供电。uMp-RW3/RW4 旋轮控制器手感直观，四轮版本可控制第 4 轴。
针对 Neuropixels 高密度探针记录，Sensapex 提供 uMp-RNG 探针环与 uMp-ARM 机械臂方案：可稳定、可重复地定位 25 根以上探针，方位角与仰角围绕大脑中心旋转，理论最大支持 72 根探针；探针插入速度可低至 1 µm/s，配合 Pinpoint 软件规划插入路径，支持 Neuropixels v1/v2 探针固定器，为在体记录提供可靠的自动化基础。
图1-uMp 微操作器系统（微操作器、触摸屏与旋轮控制器）
图2 uMp-RNG 探针环与 uMp-ARM 机械臂（Neuropixels 方案）
（二）uMc 压力控制系列
uMc 自动化压力控制器为移液管清洁与压力控制提供全自动方案。uMc-PPC1/PPC4/8 提供 1、4 或 8 个通道，输出范围 −70～+70 kPa，分辨率 7 Pa，精度 ±140 Pa，受控压力与用户/大气压之间的切换仅需 4 ms，内置自动校准功能，可通过开源 SDK 实现低延迟 PC 控制。
uMc-INS-PM 移液管清洁插件为每支移液管（最多 4 支）提供独立清洁与冲洗孔，由大容量储液槽自动注液，以磁吸方式安装于 Warner PM 平台；uMc-PRF 预调节与过滤单元为系统提供稳定、洁净的压力源。与 uMp 微操作器配合时，用户可一键完成移液管清洁，无需频繁更换电极，显著提升多膜片钳实验的通量。
图3 uMc-PPC-1 自动化压力控制器
（三）uMs 显微镜与载物台系列
uMs-FN1 正置显微镜基于定制 Nikon FN1 平台，配备电动闭环聚焦（聚焦范围 40 mm）与 2 位电动物镜转换器，定位分辨率 4 nm、重复性 100 nm；底部透射照明部分可拆卸，便于在体实验。uMs-MXY 电动 XY 平移台提供 120×85 mm 定位范围，最大速度 10 mm/s；uMs-FXY 超稳定固定载物台可即插即用安装 1–8 台 uMp 微操作器；uMs-MCU 电机控制器经以太网同时驱动聚焦、载物台与物镜转换器；另有 uMs-BRE 显微镜桥与电动 XY 载物台套装。整套系统兼容 Nikon 及部分第三方成像配件，配合开源 SDK 可轻松实现自动化成像与记录。
图4 uMs 显微镜与微操作器集成系统
（四）uMs-AXE 工作站
uMs-AXE 以定制 Zeiss 显微镜为基础，集成 Sensapex 闭环运动控制，提供超稳定、长行程的电动聚焦与 XY 载物台（4 nm 分辨率）及电动 2 位物镜转换器，支持独立与 PC 双控制界面，兼容 Zeiss 及第三方成像产品。
图5 uMs-AXE 电生理与成像工作站
（五）uM 工作站系统
uM 工作站将 uMs 显微镜、uMp 微操作器与 uMc 压力控制集成为统一平台，通过自动化软件（如基于 Python 的 ACQ4）实现样品、移液管尖端与物镜的同步闭环定位，并与移液管—细胞界面压力及电记录信号联动。系列提供 uM-Patch Classic（经典单操作器）、uM-Patch Plus（双操作器增强）与 Quad slice patch clamp（四联脑片膜片钳，含 4 台操作器与宽场成像）等标准配置，适用于高通量膜片钳、单细胞显微注射与细胞挑选等实验。
（六）应用案例：10 通道多膜片钳记录
德国柏林夏里特医学院的 Yangfan Peng 等基于 Sensapex 设备搭建了 10 通道多膜片钳系统：以带电动 XY 载物台的正置显微镜配合定制载物台，安装 10 台 uMp-3 微操作器，通过自动压力控制实现移液管自动清洁，使同一支移液管可反复记录多个细胞。这一设计显著提高了同时记录神经元的数量与实验产量，为全自动膜片钳实验奠定了基础。相关自动化膜片钳成果曾发表于 Nature Methods 等期刊。
图6 10 通道多膜片钳系统（德国夏里特医学院）
