新华日报
2019年11月13日
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第11版:民生

南理工学生团队打破国外垄断

新一代无透镜全息显微镜面市

本报讯 观察细胞通常需要染色标记,无法同时实现大视场、高分辨观测,加之体积庞大、成本高昂,是当今显微镜存在的三大痛点。在第五届“互联网+”大学生创新创业比赛获金奖的队伍中,一支来自南京理工大学的学生团队研制出的新一代无透镜全息显微镜,突破了上述痛点,打破了国外的技术垄断。

“CyteLive”是该团队研发出的新一代无透镜全息显微镜,可内置于培养箱,是目前唯一能够同时实现非染色、大视场、高分辨、长时间连续观察的显微镜产品,且售价远低于进口产品。团队负责人、南理工电光学院博士研究生卢林芃介绍说,团队利用定量相位成像技术,使CyteLive可以在无需对细胞进行任何染色标记的前提下,实现长达数天的连续观测,不仅细胞细节清晰可见,还能准确还原其三维影像,可谓“360度全方位无死角”。

“CyteLive”意为“活细胞”。别看CyteLive体积小巧,内部却包含诸如无透镜相位恢复与像素超分辨等多项核心关键技术。再精良的显微镜头,都会受到“物镜比例法则”的制约,即大视场和高分辨率两者不可兼得。CyteLive抛弃了传统显微镜的所有光学镜头,只保留了光源和传感器,实现小型化、轻量化。卢林芃用手托起CyteLive介绍说,“它的体积仅有传统显微镜的0.8%”。CyteLive去除了复杂的机械调焦装置,通过先进的计算成像算法,把样品聚焦图像“算”出来,借助自适应超分辨成像技术,成像分辨率可突破至像素尺寸的三分之一,没有物镜却可以实现20倍物镜的成像水平。无透镜成像技术造就CyteLive超大的成像视场,单幅图像高达1亿像素,视场是传统显微镜的200倍,可同时观测10万个血细胞。

目前,这一新一代无透镜全息显微镜已应用于省人民医院等多家医院。团队已与国内显微镜公司苏州飞时曼合作,推出中国第一台商业化数字全息显微镜。

(王 拓)

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