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超强显微镜为科学创新打开了大门



  中国现在能够制造超分辨率光学显微镜,可以看到仅50纳米宽的物体。这使科学家能够实时观察细胞内的细微分子过程,从而有助于新药的开发。

  传统的光学显微镜对于研究小物体和结构很有用,但是当物体之间的空间小于用于观察它们的光的波长的一半时,它们缺乏精确度,此时两个物体可以模糊成一个。

  这个问题被称为衍射极限。自2000年以来,随着超分辨率显微镜的出现,这一挑战逐渐得到解决,这使得科学家们能够在活细胞内观察和跟踪分子。这项技术对于生物学和医学研究非常有价值,因此2014年诺贝尔化学奖授予了三位显微专家。

  中国科学院苏州生物医学工程技术研究所所长唐玉国表示,随着中国在微生物学和分子科学领域取得领先,对高端超分辨率光学显微镜的需求飙升。

  然而,中国不得不为这些功能强大的显微镜进口大部分核心部件,其成本过高限制了该国在生物学,医学和其他尖端领域的创新,他说。

  现在,经过五年的研究,该研究所周三表示,它在先进的光学显微镜方面取得了突破,包括高度复杂的受激发射耗尽显微镜。该技术由2014年诺贝尔化学奖获得者Stefan Hell创建。

  该研究所引入了特殊照明,荧光技术和专业镜头 - 所有这些都是生成高分辨率图像和高清晰度可视化小结构的关键部件。

  这些壮举帮助中国成为世界上超分辨率显微镜领域的领先国家之一。但它仍然落后于其他国家,例如美国,它目前拥有世界上分辨率最高的显微镜,能够观察到仅0.04纳米的物体,Nature在7月份表示。

  然而,中国超分辨率显微镜比全球同类显微镜便宜,它们的分辨率足以进行许多关键实验。该研究所表示,其机器已经在许多国内和海外研究所进行了测试和使用。

  该学院的上海药物研究所使用这些强大的显微镜来追踪药物的活性成分在细胞内的定位和运输方式,从而加速药物的开发。

  斯坦福大学,东京大学和其他世界级研究所也在使用中国显微镜来检查神经元的活动,从而为我们的大脑识别信息和控制行为的机制提供了光线。

  浙江大学生物医学工程教授王平表示,人们对中国的高端设备越来越有信心。

  学院高能物理研究所研究员柴志芳表示,显微镜项目不仅大大减少了中国对进口的依赖,而且对提高中国生物医药领域的创新能力具有重要的战略意义。




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