下载开云体育:细胞细节“一拍即现”！南京一高校打造单帧快照式超分辩显微镜

来源：下载开云体育    发布时间：2025-05-10 21:48:56

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  近来，南京理工大学智能核算成像试验室陈钱、左超教授团队在世界威望期刊《PhotoniX》宣布重要研讨成果，引发职业重视。该团队成功研制的根据集成学习的单帧复合结构光照明超分辩显微成像技能（eDL-cSIM），仅需单次拍照就可以完结超高清成像，其速度更能提高至传统技能的9倍。这一突破性开展，为生命科学基础研讨、疾病机制解析乃至药物开发范畴，翻开了一扇全新的观测之窗。

  在微观的生命科学范畴，细胞内部的奥妙一直是科学家们不懈探究的方针。但是，受光学衍射极限的约束，传统光学显微镜的分辩率长时刻徜徉在200纳米左右，难以明晰观测细胞内部更精细的结构。这就比如用一张含糊的“网”去捕捉生命的奥妙，总有些要害信息“漏网”。

  陈钱、左超教授团队研制的eDL-cSIM技能，就像给显微镜装上了“超级”，不只能看到细胞内的线粒体、微管等纤细结构，还能以每秒数十帧的速度捕捉它们动态改变的精彩瞬间。经过该技能，仅需一次曝光就能获取传统技能需求屡次拍照才可以获得的信息，成像速度提高至传统结构光照明显微镜的9倍，一起将横向分辩率提高至100纳米量级。

  “传统显微镜拍细胞就像拍电影胶片，至少要拍9张相片才干拼出一张高清图。”团队主成员钱佳铭向记者打了个比如，“咱们的技能就像手机连拍形式，单次快门就能完结曩昔9次的工作量，成像速度提高9倍！”

  这项技能的重点是“六光束干与复合照明”。幻想一下，把本来需求分三次拍照的不同视点光照，经过精细的光栅叠加技能，一次性照射到样品上。就像一起翻开三个聚光灯，让细胞的一切细节无处遁形。合作自主研制的集成神经网络算法，就像给显微镜装上“最强大脑”，从单张含糊的图画中剥离出纳米级的细节。

  这项技能的凶猛之处，不只在于速度，更在于它的“温顺”。传统超分辩显微技能为了获取满足信息，往往要比较长时刻的高强度光照，这对软弱的活细胞来说无异于“酷刑”。而eDL-cSIM经过智能算法优化，将光照剂量降低了88.9%，就像给细胞做了个“温顺spa”，在观测进程中最大极限削减损伤，为科学家长时刻活细胞动态观测供给了或许。

  在试验室里，研讨人员用这项技能拍照了活体COS-7细胞的线粒体。显微镜下，线粒体像跳动的小精灵，时而分裂成两个，时而融组成一个，整个动态生物学进程明晰可见。“这就像在电影院看4K超清电影，能看到细胞内部的‘生死时速’。”小组成员钱佳铭兴奋地说。

  这项看似深邃的技能，其实离咱们的日子并不悠远。在医学范畴，线粒体的反常与神经退行性疾病、代谢综合征（如糖尿病）等多种疾病严密相关。运用该项技能，使得研讨人能长时刻调查活细胞的活动而不影响其正常功用，为深入研讨线粒体动态平衡及其在各种疾病发病机制中的效果供给了强有力的新式观测东西，展示出在活细胞超分辩成像范畴的宽广使用远景。

  “就像给医师配了高倍放大镜，能更早发现疾病的蛛丝马迹。”左超教授描绘着未来图景，“或许有一天，咱们能在亚细胞层面实时监测癌症医治的效果，乃至猜测疾病的开展的新趋势。”该技能的持续开展，有望在生命科学、疾病研讨、药物开发等范畴发挥更大效果，为处理人类面对的健康问题带来更多期望。