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西安智造有望打破国外产品垄断

西安智造有望打破国外产品垄断

本文摘要:非常简单地说道,我们的技术使光学显微镜构建了更加高分辨率、更加较慢的三维立体光学,将不会对涉及的生物医学研究起着相当大的推展起到。 中科院西安光机所姚保利研究员昨日讲解,他和雷铭研究员领导的超强辨别光学创意团队,与中科院动物研究所杨星科研究员领导的微小动物形态学研究团队合作,顺利将自律研发的新型结构光灯光显微镜应用于微小动物的较慢高分辨三维形态复原,为生物的进化、分类(科)、外来物种辨别等生物形态学的深入研究获取了必要的科研证据。

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非常简单地说道,我们的技术使光学显微镜构建了更加高分辨率、更加较慢的三维立体光学,将不会对涉及的生物医学研究起着相当大的推展起到。  中科院西安光机所姚保利研究员昨日讲解,他和雷铭研究员领导的超强辨别光学创意团队,与中科院动物研究所杨星科研究员领导的微小动物形态学研究团队合作,顺利将自律研发的新型结构光灯光显微镜应用于微小动物的较慢高分辨三维形态复原,为生物的进化、分类(科)、外来物种辨别等生物形态学的深入研究获取了必要的科研证据。  可重构物体三维立体图像  对微小动物做到较慢、高分辨三维形态复原,依赖一种被称作D-SIM的新技术(国家发明专利ZL201110448980.8)。该技术是由西安光机所姚保利、雷铭团队研发的基于DMD器件调制和LED灯光的结构光照显著微技术,全称D-SIM。

团队技术骨干雷铭研究员讲解说道,这种技术用于高速的数字微镜器件(DMD)和高亮度的LED光源来产生结构光场灯光待测的样品。那什么是结构光场?雷铭博士接着说道:所有的发光源都有自己的闪烁图案,比如我们少见的手电筒收到的是圆形光斑,结构光场就是具备类似空间强度产于的灯光光,如条纹状产于的图案等,目的是通过这种类似的结构光场与待测样品相互作用,把样品的精细结构信息耦合到可以观测的混叠图案之中,然后通过特定的算法,解析出有高分辨率的图像。值得一提的是,这种技术既可以构建超强辨别光学,即打破光学散射无限大的高分辨光学,也可以用作三维立体光学,即重构一个物体的三维立体图像。

  与当前普遍用于的共焦激光扫描显微镜(CLSM)和微计算出来层析(micro-CT)等三维显微镜光学技术比起,D-SIM不仅具备更高的分辨率、更加较短的光学时间和更佳的光学质量,并且大幅度减少了仪器装置的复杂度和生产成本。在三维层析成像模式下,该技术原本主要针对亚毫米量级的样本展开仔细观察。团队主要成员但旦博士说明说道:低缩放倍数光学显微镜的仔细观察视场都较小,一般来说大于1个毫米(即亚毫米),适合于仔细观察微生物和生物细胞等微小结构,如酵母菌、线粒体、神经元等。

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然而,除了亚毫米的生物样本,还有很多生物样本的尺寸为毫米至厘米量级甚至更大尺寸。  未来将会成普通实验室常用光学设备  为了使D-SIM技术也适合于毫米至厘米量级的样品,经过双方团队的通力合作,明确提出了一个专门针对大尺寸微小动物较慢三维光学的解决方案。

实验以六种有所不同门类为代表的无脊椎动物为样本,通过与当今风行的三维显微镜光学技术展开对比,找到D-SIM技术在对微小动物笔法三维结构光学质量、光学速度、样本制取方法上要高于现有的其他技术。但旦博士说明说道:以前用于的技术手段,比如共计温显微镜或micro-CT,仅次于的缺点就是耗时很长,而我们的新技术则省时高效,耗时大约能延长10倍。

这可以协助生物学家更加慢、更加明晰地根据生物形态做到分类(科)以及其他更加深层次的研究。  实际应用于和解决问题是检验和反映自律研制科学仪器价值的有效地方式。

D-SIM技术成果日后公开发表就获得了国内生物医学研究机构的反感注目,如中科院生物物理研究所、中科院动物研究所、第四军医大学、北京大学等各大科研院所和高校,并已在细胞生物学、脑神经科学、动物形态学、古生物学等学科方向获得了一些有意义的实验结果。部分研究成果已载入英文专著章节,公开发表在ScientificReports等国际一流学术期刊上,引发了国内外同行的普遍注目和提到,其中一篇下载量已多达2.3万次。该技术已许可国家发明专利一项,申请人国际专利PCT一项;取得中国科学院十二五期间根本性标志性成果之一;2016年取得中国光学工程学会科技创新二等奖。

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本次西安光机所研制的科学仪器顺利用作微小生物形态学研究,为该领域研究获取了一种新的技术手段。据报,该研究成果于2016年6月月公开发表在《动物学前沿》(FrontiersinZoology)科学期刊上。

该技术的发明者和应用于反映了科研人员大大研制成功、持续创意的能力,也指出西安光机所在多学科交叉、科研成果转化成方面迈进了扎实的一步。  光学显微镜是生物医学等领域展开科学研究和疾病诊断的不可或缺仪器,与生命科学的深入研究和人类身体健康息息相关,具有辽阔的应用于市场。据介绍,该新技术目前仍未推向市场,与国外同类产品比起,D-SIM在技术先进性、成本和兼容性方面具备相当大优势,未来将会超越国内高端显微镜市场被国外产品独占的局面,沦为普通实验室的常用光学设备。

姚保利研究员说道:从技术角度谈,转化成为商用仪器早已没问题。但是走向市场就不会牵涉到到一系列的商业运作,还包括仪器的外观纸盒,软硬件的人性化设计,技术支持与服务,客户的个性化需求分析等等一系列问题,目前尚能在打算阶段。


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