厉害！清华团队又开发一款“超级显微镜”

一个多月前

习近平总书记在考察

清华大学成像与智能技术实验室时表示

重大原始创新成果

往往萌发于深厚的基础研究

产生于学科交叉领域

大学在这两方面具有天然优势

“学科交叉”

“颠覆性创造”“世界一流”

是这个实验室的标签

面对这样的期许

中国工程院院士

清华大学信息科学技术学院院长

戴琼海带领团队奋勇前行

近日，戴琼海院士团队

在计算摄像显微仪器研制

和生命科学观测领域

取得重要成果

4月19日，总书记考察成像与智能技术实验室

继2019年戴琼海院士团队

在多维多尺度高分辨率计算摄像显微仪器研制

和生命科学观测领域取得重要成果之后

近日，团队研制的扫描光场显微镜突破

三维组织分布、光学像差、光毒性等

诸多胶着问题的限制

在哺乳动物活体环境下

实现了高速亚细胞分辨率长时程观测

斑马鱼活体肿瘤转移高速高分辨率观测

研究工作于5月25日在线发表在

《细胞》期刊，题目为

“数字自适应光学迭代层析成像技术

使三维亚细胞毫秒尺度活动的

小时级长时活体观测成为可能”

在哺乳动物活体环境下

进行高速亚细胞分辨率长时程观测

始终悬而未决

极大地制约了脑科学、肿瘤学

与免疫学的深入研究

戴琼海团队

长期从事光场智能显微仪器研究

独辟蹊径地提出了数字自适应光学框架

发明了扫描光场成像技术

历经三年攻关

他们研制了扫描光场显微镜

在225×225×16 μm³的成像视野范围内

以横向220nm和轴向400nm

光学衍射极限分辨率

从生物中来，到生物中去。戴琼海团队借鉴果蝇复眼三维视觉成像机制，提出分布式智能光场成像新架构，克服空间分辨率与角度分辨率的矛盾，实现哺乳动物活体长时程高速高分辨成像。

将毫秒级活体三维连续观测时长

从数分钟提高到小时级

活体成像时空分辨率提升了2个数量级

光毒性降低3个数量级

为揭示哺乳动物活体多细胞

多细胞器间的相互作用

提供了全新路径

扫描光场显微镜（DAOSLIMIT）系统

概念与原理应用示意

迁移体（migrasome）

是清华大学生命学院俞立团队

最近发现并命名的新细胞器

现在已知迁移体在胚胎发育

免疫系统稳态维持中起重要作用

借助扫描光场显微镜

得以开创哺乳动物活体环境中

迁移体功能研究的新领域

研究人员

将中性粒细胞和血管分别进行染色

在活体小鼠肝脏内进行多色成像

首次清晰地观测到了

迁移体和丝状伪足

在哺乳动物体内的生成与变化

活体小鼠肝脏体内免疫反应高速高分辨成像

时空跨尺度自适应三维重建

戴琼海（左三）与团队师生合影

清华大学自动化系博士后吴嘉敏

博士研究生卢志

生命学院博士后姜东

为该论文的共同第一作者

清华大学自动化系

北京信息科学与技术国家研究中心

脑与认知科学研究院戴琼海教授

自动化系范静涛副研究员

生命学院俞立教授为论文共同通讯作者

此项研究工作得到了国家自然基金项目的资助

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来源 |  自动化系

图片来源 | 新华社 自动化系

封面设计｜马星宇

排版 | 刘羿佟

 编辑 | 龚昕冉 赵姝婧