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南京理工大学学生团队研制出新型无透镜全息显微镜

发布时间:2019-11-21

近日,在第五届中国“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛上,南京理工大学电光学院学生团队研制的“CyteLive”无透镜细胞分析监测仪获高教主赛道金奖。这种新一代无透镜全息显微镜打破国外在该领域的垄断,成本仅为同类产品的百分之一。
团队负责人、博士研究生卢林芃介绍,传统显微镜镜头受到“物镜比例法则”的制约,大视场和高分辨率不可兼得。“CyteLive”抛弃了传统显微镜的光学镜头,只保留光源和传感器,实现了小型化和轻量化,单手即可托起。
“它的体积仅有传统显微镜的0.8%,可直接内置于培养箱里观察活细胞。”卢林芃说,由于去除了复杂的机械调焦装置,新型显微镜要通过先进的计算成像算法,把样本图像“算”出来。也因为无需透镜,这款显微镜的视场能够达到传统显微镜的200倍,单幅图像可达1亿像素,同时观测10万个血细胞。
“由于细胞是无色透明的,所以观测细胞前研究人员通常需要先将细胞染色标记,但这对细胞是有损害的,甚至会杀死细胞,因此难以实现长时间连续观测。”指导老师、电光学院左超教授表示,利用定量相位成像技术,新型显微镜可以在不对细胞进行任何染色标记的前提下,实现长达数天的连续观测,并能准确还原细胞的三维影像。
这型显微镜体积小巧,却身藏无透镜相位恢复、像素超分辨等多项核心关键技术。项目受到国家重点研发计划、江苏省重大基础研究计划、江苏省重点研发计划等科研支持,相关技术已发表高水平SCI论文30余篇,获国家发明专利37项、PCT国际专利11项。
据了解,目前,该型显微镜已经应用于江苏省人民医院、先声药业等机构。团队也与苏州飞时曼、江南永新等国内显微镜企业达成合作,实现商业化落地。
(来源:新华网)