在生命科学探索微观世界的征途上，看清细胞内部那些瞬息万变、尺度极小的精细结构，一直是科学家们孜孜以求的目标。这些极小尺度下的动态，如同生命活动的基础密码。如今，北京大学未来技术学院席鹏教授团队，从自然界最稳定的形状——三角形中获得启迪与灵感，研发出一款名为“三角形光束干涉结构光照明显微镜”（3I-SIM）的引领性技术。该技术以“三角形架构”突破活细胞观测的时空极限，为其超高清、高速成像打开了崭新大门。相关成果日前发表于国际学术期刊《自然·光子学》。
“过去，科学家们利用结构光照明显微镜（2D-SIM）技术来突破传统显微镜的极限分辨率，看清更小的细节。但这种方法有点像是‘缓慢拼图’：它先要用一束光形成明暗相间的条纹，照射样本一次，只能提升一个方向的分辨率；为了看清整个平面，需要把这种条纹旋转三个不同的角度（通常是正负60度），分别照射和拍照，最后再把这三组信息拼合起来。”席鹏告诉记者，这个过程不仅耗时，更关键的是，多次强光照射会对脆弱的活细胞造成伤害，加速样本中荧光信号的衰减（即光漂白），难以长时间观察高速和精细的生命活动。
对此，席鹏团队从三角形简洁高效、结构稳定的特性中汲取智慧，彻底改变了研究思路。他们创新性地采用三束激光进行三角干涉，一步到位直接在样本上干涉出二维的六角晶格图案。这一巧妙设计意味着，单次曝光就能同时采集到物体在水平和垂直方向上的高分辨率信息，完成一张超分辨图像的重建仅需7帧原始图像。这大大缩短了曝光时间，有效减轻了采集过程中的光漂白影响。这种设计还消除了图像重建时烦琐的图案方向匹配过程，使系统能以最高每秒1697帧的速度进行单帧滚动重建，让那些以往难以捕捉的高速生命动态无法逃过镜头的追踪。
为了确保新技术的成像质量，研究团队在光的“姿态”——偏振上做足了文章。他们突破常规，没有使用常见的角向偏振光，而是创新性地采用了径向偏振策略，将对微小细节（高频信息）的捕捉能力提升到与传统2D-SIM相当的水平。同时，团队自主研发了一套AI重建算法，如同为系统装上了强大的降噪“滤镜”，显著增强了在干扰环境下提取清晰图像的稳健性。
3I-SIM的威力在实验中得到了全面展现。席鹏介绍，面对神经元生长锥这类极为敏感、极易被强光损伤的结构，新技术实现了长达13小时、连续拍摄超10万帧的超分辨成像，如同为生命活动拍摄了一部不间断的微观高清纪录片。对于细胞内那些转瞬即逝的微弱信号，比如内质网附近肌动蛋白的瞬间活动，3I-SIM展现出了出色的高速捕捉能力。当切换到高速模式时，其高达1697帧每秒的拍摄能力，甚至能清晰定格内质网环状结构闭合过程中的瞬时波动。
席鹏团队将这项突破性技术同步开源，公开了涵盖硬件设计、软件控制、重建算法以及深度学习模型在内的完整资源包，并配套提供了宝贵的实验数据集。席鹏说：“这种开放共享的设计理念，使全球科研团队能以较低的成本和门槛进行搭建与升级，轻松迈入新一代活细胞超分辨成像的研究领域。”
在生命科学探索微观世界的征途上，看清细胞内部那些瞬息万变、尺度极小的精细结构，一直是科学家们孜孜以求的目标。这些极小尺度下的动态，如同生命活动的基础密码。如今，北京大学未来技术学院席鹏教授团队，从自然界最稳定的形状——三角形中获得启迪与灵感，研发出一款名为“三角形光束干涉结构光照明显微镜”（3I-SIM）的引领性技术。该技术以“三角形架构”突破活细胞观测的时空极限，为其超高清、高速成像打开了崭新大门。相关成果日前发表于国际学术期刊《自然·光子学》。
“过去，科学家们利用结构光照明显微镜（2D-SIM）技术来突破传统显微镜的极限分辨率，看清更小的细节。但这种方法有点像是‘缓慢拼图’：它先要用一束光形成明暗相间的条纹，照射样本一次，只能提升一个方向的分辨率；为了看清整个平面，需要把这种条纹旋转三个不同的角度（通常是正负60度），分别照射和拍照，最后再把这三组信息拼合起来。”席鹏告诉记者，这个过程不仅耗时，更关键的是，多次强光照射会对脆弱的活细胞造成伤害，加速样本中荧光信号的衰减（即光漂白），难以长时间观察高速和精细的生命活动。
对此，席鹏团队从三角形简洁高效、结构稳定的特性中汲取智慧，彻底改变了研究思路。他们创新性地采用三束激光进行三角干涉，一步到位直接在样本上干涉出二维的六角晶格图案。这一巧妙设计意味着，单次曝光就能同时采集到物体在水平和垂直方向上的高分辨率信息，完成一张超分辨图像的重建仅需7帧原始图像。这大大缩短了曝光时间，有效减轻了采集过程中的光漂白影响。这种设计还消除了图像重建时烦琐的图案方向匹配过程，使系统能以最高每秒1697帧的速度进行单帧滚动重建，让那些以往难以捕捉的高速生命动态无法逃过镜头的追踪。
为了确保新技术的成像质量，研究团队在光的“姿态”——偏振上做足了文章。他们突破常规，没有使用常见的角向偏振光，而是创新性地采用了径向偏振策略，将对微小细节（高频信息）的捕捉能力提升到与传统2D-SIM相当的水平。同时，团队自主研发了一套AI重建算法，如同为系统装上了强大的降噪“滤镜”，显著增强了在干扰环境下提取清晰图像的稳健性。
3I-SIM的威力在实验中得到了全面展现。席鹏介绍，面对神经元生长锥这类极为敏感、极易被强光损伤的结构，新技术实现了长达13小时、连续拍摄超10万帧的超分辨成像，如同为生命活动拍摄了一部不间断的微观高清纪录片。对于细胞内那些转瞬即逝的微弱信号，比如内质网附近肌动蛋白的瞬间活动，3I-SIM展现出了出色的高速捕捉能力。当切换到高速模式时，其高达1697帧每秒的拍摄能力，甚至能清晰定格内质网环状结构闭合过程中的瞬时波动。
席鹏团队将这项突破性技术同步开源，公开了涵盖硬件设计、软件控制、重建算法以及深度学习模型在内的完整资源包，并配套提供了宝贵的实验数据集。席鹏说：“这种开放共享的设计理念，使全球科研团队能以较低的成本和门槛进行搭建与升级，轻松迈入新一代活细胞超分辨成像的研究领域。”
记者3月18日从兰州大学获悉，该校动物医学与生物安全学院郑海学教授团队解析了非洲猪瘟病毒（ASFV）在猪体内感染的靶细胞，以及在靶细胞内延长感染的机制。这项研究系统阐明了ASFV感染的细胞嗜性、 马斯克开源3140亿参数的Grok，大模型争相开源所为何求？ 作者：刘晓洁 特斯拉CEO埃隆・马斯克(Elon Musk)给大模型领域投下一枚重磅炸弹。 北京时间3月18日凌晨，马斯克旗下大模型公司 xAI 在官网宣布开源 3140 据英国《自然》杂志网站19日报道，美国华盛顿大学科学家首次使用生成式人工智能（AI）工具，帮助他们制造全新抗体。研究团队表示，AI设计抗体或能更好靶向一些很难被攻击的药物标靶，但这些抗体距离临床 3月22日黎明，太阳系中最明亮的行星金星与太阳系中拥有最多卫星的行星土星将在东南方低空近距离相伴，上演“结伴游”。北京星空摄影爱好者王俊峰2023年1月23日在北京西城区拍摄的金星（左上）、土星 “截至2023年底，与2018年同期相比，京津冀治理区浅层地下水位平均回升2.59米，深层承压水水位平均回升7.06米。”3月22日世界水日到来之际，水利部水资源管理司副司长张鸿星21日接受科技日报记者采 据英国《每日电讯报》网站3月18日报道，根据英国政府的新航空计划，首批电动飞行出租车将于2026年试飞。周一发布的《“飞行未来”行动计划》为飞行出租车在2030年广泛使用铺平道路。尽管在最初 。本文链接：新型三角结构光照明显微镜问世http://www.sushuapos.com/show-2-13494-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。