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西安光机所新光学仪器产品打破国外垄断 荣获“中国光学工程学会科技创新奖”

2016-10-03 00:01
小伊琳
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  生活中,假如我们拍摄一张1千人的合照,既要能看到所有人,又要看到每个人局部脸上的表情,既要高分辨又要大视场,很难实现。而现在中科院西安光机所研究的新型光结构照明显微镜就能解决这个问题。并且获得了第二届“中国光学工程学会科技创新奖”。

  记者了解到,日常生活中,我们测量的单位从米到厘米、毫米,再往下的微米我们的肉眼已经无法识别。而上图这张细胞线粒体局部图,白色方框显示线粒体局部长度是2微米。这样一幅清晰地图像就是我旁边的这台结构光照明超分辨显微成像系统拍摄的。

  对微小动物做快速、高分辨三维形态复原,依赖于一种被称作D-SIM的新技术。该技术就是由西安光机所姚保利、雷铭团队研发的基于数字微镜器件器件调制和LED照明的结构光照明显微技术,简称D-SIM。光机所研究员雷铭说:“我们的光照明技术,最重要的技术就是如何产生机构光。传统的方法有缺陷,我们也采用了一项新的技术。”

  那么什么是结构光呢?姚保利研究员解释,所有的发光源都有自己的发光“图案”,结构光就是有特殊的空间,强度或者相位分布的这样一种照明光。比如大家常见手电照明是均匀的光,普通显微镜也使用均匀光,这种光照明对于光学分辨率成像有一定极限。要突破这种极限,他们用非均匀、特殊调制的结构光去照明这个样品,通过这种特殊结构光场与待测样品互相作用,然后用特定的算法,可以提高原来的光学系统分辨率。

  “这个技术最大的应用领域就是生物医学。特点就是时间更快,可以获得三维的图像、呈像快、成像清晰。”光机所研究员姚保利说,“我们这个技术一旦进入市场,就能打破国外产品在高端市场的垄断。”

  据了解,结构照明光学超分辨显微技术是目前光学超分辨显微技术中特点比较鲜明的一种;只需要很小的光照剂量,避免了过高的光强对样品的损伤和对其生态环境的干扰;它采用宽场照明方式,成像速度比采用逐点扫描方式的技术快得多;它的光机结构简洁紧凑,既兼容传统的光学显微镜,也具有良好的便携性。因此,SIM具有重要的研究意义和广阔的应用前景。而且,这个系统的成像速度比同类切片显微技术高出10倍。

  实际应用和解决问题是检验和体现自研科学仪器价值的有效方式。本次西安光机所研制的科学仪器成功用于生物形态学研究,为该领域研究提供了一种新的技术手段。这既体现了科研人员不断攻关、持续创新的能力,也表明西安光机所在多学科交叉、科研成果转化方面迈出了坚实的一步。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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