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2025年8月19日14:00，化工儀器網(wǎng)特聯(lián)合哈希水質(zhì)[詳細]
突破性顯微技術(shù)開啟實時3D生物動態(tài)觀測新時代！
2025年08月18日 11:33:23
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：2179
這項被《光學(xué)》期刊收錄的成果，為發(fā)育生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和運動醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域提供了革命性研究工具，標志著生物醫(yī)學(xué)研究正式邁入動態(tài)三維觀測時代。
近日，美國加州大學(xué)圣克魯斯分?？蒲袌F隊宣布，成功開發(fā)出全球首個基于多焦點顯微鏡技術(shù)的高速3D顯微系統(tǒng)M25，徹底突破傳統(tǒng)顯微技術(shù)的時間與空間分辨率極限。
這項被《光學(xué)》期刊收錄的成果，為發(fā)育生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和運動醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域提供了革命性研究工具，標志著生物醫(yī)學(xué)研究正式邁入動態(tài)三維觀測時代。
傳統(tǒng)顯微鏡受限于機械聚焦或逐層掃描不同深度，難以捕捉快速變化的生物過程。研究團隊通過集成25臺獨立相機與定制化光學(xué)元件，構(gòu)建出同步捕獲多焦平面信息的M25系統(tǒng)。其核心創(chuàng)新在于：
1.多焦面并行采集：特制衍射光學(xué)元件將入射光精準分配至25個相機，每個設(shè)備對應(yīng)獨立控制的焦平面，實現(xiàn)180×180×50微米空間內(nèi)的亞毫秒級同步成像。
2.輕量化色散校正：采用集成在鏡頭前端的微型閃耀光柵，替代傳統(tǒng)笨重的棱鏡系統(tǒng)，在保證校正精度的同時將設(shè)備體積縮減至商用顯微鏡兼容尺寸。使其特別適用于觀察胚胎發(fā)育或者自由運動的小型模式生物。
3.超高速數(shù)據(jù)處理：系統(tǒng)可達每秒100個體積幀的采集速率，較傳統(tǒng)方法提升兩個數(shù)量級，首次實現(xiàn)活體樣本的實時動態(tài)追蹤。
在實驗驗證階段，M25系統(tǒng)展現(xiàn)出驚人的觀測能力。M25對秀麗隱桿線蟲和黑腹果蠅在內(nèi)的3D追蹤實驗中，成功還原整條線蟲在自然運動中的三維軌跡，破解了傳統(tǒng)顯微鏡"管中窺豹"的局限。這為解析生物神經(jīng)系統(tǒng)提供了全新工具，還可進一步探究基因突變、疾病狀態(tài)或藥物干預(yù)對動物行為的影響。
M25系統(tǒng)的革命性不僅體現(xiàn)在性能突破，更在于其友好的兼容設(shè)計：能夠直接安裝在標準商用顯微鏡的側(cè)端口上。這種"即插即用"的設(shè)計理念，使高端科研設(shè)備從專業(yè)實驗室走向普通研究機構(gòu)成為可能。
M25的價值不僅在于現(xiàn)有性能指標，更在于構(gòu)建了動態(tài)三維生物數(shù)據(jù)采集的新范式。這項突破預(yù)示著，生物醫(yī)學(xué)研究正從"靜態(tài)解剖"轉(zhuǎn)向"動態(tài)電影"，人類對生命本質(zhì)的理解或?qū)⒂瓉砣戮S度。
資料參考來源：科技日報
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