深耕计算光学显微成像打造生命科学研究利器记(2) - 农业工程技术杂志社投稿

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深耕计算光学显微成像打造生命科学研究利器记(2)

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与此同时，他还表示会将超分辨成像技术应用于病理分析与诊断中。目前病理诊断常用的光学显微镜通常分辨率较低，无法在疾病的早期发现亚细胞结构的细微变化，影响诊断的及时性和准确性。将计算光学显微成像方法应用于病理诊断，研发具备纳米尺度分辨率、实时成像以及特异性分子识别能力的成像系统，为病理分析提供融合形态病理学和分子病理学方法的新型研究和诊断工具，期望建立基于染色体和线粒体超分辨成像的癌症早期诊断和分型分级方法。

高通量微流道成像：多多益善

除了超分辨显微成像，近两年李辉及其团队还进入到高通量成像领域，开发了一套微小模式生物高通量成像与分选系统。“目前以斑马鱼等为代表的微小模式动物，由于其体积小、通体透明，非常适合活体成像，可定量分析许多复杂的生理过程，已成为发育生物学研究、大规模遗传和药物筛选的‘明星生物’。”然而，大规模饲养的微小模式生物在显微镜下观察时需人工拣选，并且只能局部成像，数据采集效率低下，这也让它们从一定程度上丧失了作为微小模式生物的优势。

为此，李辉及其团队开发了一套微小模式生物高速分选及三维成像系统。这套系统一方面基于线阵相机的微流道快速成像进行初级成像与分选，速度可达到每秒10个斑马鱼胚胎；同时采用全自动光片照明来实现高分辨的三维斑马鱼胚胎整体成像，成像速度达到每秒1个胚胎，成像分辨率达到1微米。李辉强调：“这样大规模的图像数据，对实时的图像处理和后期的统计分析都提出了新的要求，这也是计算光学显微成像迫切需要解决的问题。”这样的高通量成像设备，通过对接已成熟的大规模模式动物、胚胎收获体系和高通量给药系统，将实现高通量遗传及药物筛选，届时会对再生生物学、发育生物学、药物研发等领域起到极大的推动作用。

“目前，我们将仪器设备投入到部分科研院所和医院，整体反馈效果良好。以后会从用户进一步的需求出发，发展定制化的特色服务。”即便设备仪器全面产业化还需要时间，但李辉认为，优良的性能、及时的反馈改进、相对于国外同等设备的经济适用性，都将成为国产“显微成像利器”的独特优势。

对于自身团队的发展优势，李辉也有明确的认知。在他看来，他们是一支融合光学、机械、电子控制、算法软件和生物学应用的多交叉科研开发团队，结构合理，且具备强有力的自发积极性和凝聚力。秉承技术开发、应用示范和成果转化一条龙研究，与积极有效的对外合作相匹配的理念，在未来他们要将光学设计与计算方法结合起来，将生物医学显微成像推向“更高（分辨率）、更深(成像深度）、更快（成像速度）、更大（视场范围）”。

文章来源：《农业工程技术》网址: http://www.gcjszzs.cn/qikandaodu/2021/0329/1679.html