国货崛起！江苏高校研制出新型显微镜打破国外垄断 成本仅1/100
荔枝新闻2019-11-12 19:09
我苏网综合报道 编辑/徐金吉
据南京理工大学官微消息，在不久前举行的第五届“互联网+”大学生创新创业比赛中，南理工电光学院的学生团队研制出的新一代无透镜全息显微镜荣获金奖！我苏小编了解到，这款新型无透镜全息显微镜打破了国外在该领域的垄断，而成本仅为同类产品的百分之一！
无法同时实现大视场和高分辨观测、体积庞大、成本高昂，是传统显微镜存在的三大痛点。此外，使用传统显微镜需要先将细胞进行染色，被损伤的细胞难以支持长时间连续观测。这个来自江苏高校的团队则将这些弊端一一克服，创造出了中国人自己的新一代显微镜。
新华社报道称，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。
中国人自己的新一代显微镜有多厉害？
成本低 售价远低于进口产品
“CyteLive”是该团队研发出的新一代无透镜全息显微镜，不仅可以内置于培养箱，还是目前唯一能够同时实现非染色、大视场、高分辨、长时间连续观察的显微镜产品。由于这款新型显微镜将制作成本降至同类产品的百分之一，因此售价远低于进口产品。
细胞无需染色 可长时间全角度观测
“由于细胞是无色透明的，所以通常需要将细胞染色标记再观察。然而，这将损害甚至是杀死细胞，难以实现长时间连续观测。”团队负责人、电光学院博士研究生卢林芃说道。
团队利用定量相位成像技术，使CyteLive可以在无需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，不仅细胞细节清晰可见，还能准确还原其三维影像，可谓“360度全方位无死角”。
卢林芃在全国三强争夺赛
体积小 仅有传统显微镜的0.8%
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%，可直接放在细胞培养箱里进行活细胞箱内观察。”
卢林芃在全国三强争夺赛前一个人练习
计算成像 视场是传统显微镜200倍
CyteLive去除了复杂的机械调焦装置，通过先进的计算成像算法，把样品聚焦图像“算”出来，借助自适应超分辨成像技术，成像分辨率可突破至像素尺寸的三分之一，没有物镜却可以实现20倍物镜的成像水平。
无透镜成像技术造就了CyteLive超大的成像视场，单幅图像高达一亿像素，视场是传统显微镜的200倍，可同时观测10万个血细胞。
从机械化、自动化，到信息化，智能化，是显微镜发展的大势所趋、历史必然。CyteLive抛弃了透镜，去除了机械调焦装置，利用先进的计算成像算法弥补了我国在“精密光学加工”和“高精度机械控制”的短板，正在自主创新的路上努力实现弯道超车。
这是CyteLive观测到的海拉细胞（宫颈癌细胞），单幅图像一亿像素，获得的视场是传统显微镜的200倍
据悉，项目受国家重点研发计划、江苏省重大基础研究计划、江苏省重点研发计划等一系列重大科研任务支撑，相关技术已发表高水平SCI论文三十余篇，并多次被SPIE Newsroom、OSA Image of the Week报道，获国家发明专利37项，PCT国际专利11项。50余名院士、期刊编辑、OSA/SPIE Fellow多次引用并正面评价。
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。
对未来市场的进一步探索，团队满怀信心：“我们坚信，通过我们的不懈努力，不远的将来，中国制造的高科技显微镜也能在全世界大放异彩！”
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中国“互联网+”大学生创新创业大赛于2015年发起，由教育部等12个中央部委和地方省级人民政府共同主办的重大创新创业赛事，是我国深化创新创业教育改革的重要载体和平台。
今年举办的第五届大赛共有来自全球五大洲124个国家和地区的457万名大学生、109万个团队报名参赛，参赛项目和学生数接近前四届大赛的总和。
本届大赛总决赛日前在浙江大学落幕，江苏省共获得19个金奖、5个萌芽板块创新潜力奖，获奖数均居全国第一。
（素材来源 | 人民日报、新华社、南京理工大学官微、中国青年报）
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