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南理工學生團隊研制出新型無透鏡全息顯微鏡,打破國外壟斷
2019-11-11
新華社

  新華社南京11月10日消息,近日,在第五屆中國“互聯網+”大學生創新創業大賽全國總決賽上,南京理工大學電光學院學生團隊研制的“CyteLive”無透鏡細胞分析監測儀獲高教主賽道金獎。這種新一代無透鏡全息顯微鏡打破國外在該領域的壟斷,成本僅為同類產品的百分之一。

  團隊負責人、博士研究生盧林芃介紹,傳統顯微鏡鏡頭受到“物鏡比例法則”的制約,大視場和高分辨率不可兼得。“CyteLive”拋棄了傳統顯微鏡的光學鏡頭,只保留光源和傳感器,實現了小型化和輕量化,單手即可托起。

  “它的體積僅有傳統顯微鏡的0.8%,可直接內置于培養箱里觀察活細胞。”盧林芃說,由于去除了復雜的機械調焦裝置,新型顯微鏡要通過先進的計算成像算法,把樣本圖像“算”出來。也因為無需透鏡,這款顯微鏡的視場能夠達到傳統顯微鏡的200倍,單幅圖像可達1億像素,同時觀測10萬個血細胞。

  “由于細胞是無色透明的,所以觀測細胞前研究人員通常需要先將細胞染色標記,但這對細胞是有損害的,甚至會殺死細胞,因此難以實現長時間連續觀測。”指導老師、電光學院左超教授表示,利用定量相位成像技術,新型顯微鏡可以在不對細胞進行任何染色標記的前提下,實現長達數天的連續觀測,并能準確還原細胞的三維影像。

  這型顯微鏡體積小巧,卻身藏無透鏡相位恢復、像素超分辨等多項核心關鍵技術。項目受到國家重點研發計劃、江蘇省重大基礎研究計劃、江蘇省重點研發計劃等科研支持,相關技術已發表高水平SCI論文30余篇,獲國家發明專利37項、PCT國際專利11項。

  據了解,目前,該型顯微鏡已經應用于江蘇省人民醫院、先聲藥業等機構。團隊也與蘇州飛時曼、江南永新等國內顯微鏡企業達成合作,實現商業化落地。

  (原題為《南京理工大學學生團隊研制出新型無透鏡全息顯微鏡》)

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