细胞生物学荧光技术在病理的应用_肾透明细胞癌 病理

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东方网10月31日消息：我们看到的是“潮起潮落”——看似“杂乱无章”的影像；他们却能从中“看到”一个肉眼无法观察的世界，目标细微如纳米尺度也不在话下，“眼神”犀利到足以穿透浓雾厚霾，也不论云有多密夜有多黑。

在位于嘉定的中国科学院上海光学精密机械研究所，有一支低调的科研团队——中科院量子光学重点实验室量子成像研究团队，探索着一个我们未曾见过的前沿科学世界。继研制出世界上第一台单像素三维照相机之后，这里最近又诞生了世界上第一台“鬼成像”X光显微镜。

“看不见”也能成像

这项由上海光机所中科院量子光学重点实验室量子成像研究团队与上海光源BL13W1生物医学成像及应用光束线站合作完成的X光“鬼成像”杰作，发表在国际重要学术期刊《物理评论快报》（PRL）没多久，便迅速被英美物理学界报道：“鬼成像”属于绝对国际前沿且意义重大的研究领域，关注者众多，但能稳步推出“作品”的，凤毛麟角。

究竟什么是“鬼成像”？学名：量子成像，即利用光和电磁波的无规涨落性质的成像。这不是我们寻常意义上的“眼睛看见”和“相机拍到”，打个不确切的比方，“鬼成像”照相机能为它本身并没有直接看见的物体成像。

“精算”出你的样子

中科院上海光机所副研究员、“鬼成像”X光显微镜研究的主要负责人喻虹解释说：传统光学成像是基于光的分布测量，而“鬼成像”则是基于光波能量的关联测量。确切地说细胞生物学荧光技术在病理的应用，不是“看见”，而是“算出”。整个世界就是一个由无数光子组成的量子场细胞生物学荧光技术在病理的应用，这些光子如潮水般不停涨落，只是不为我们的肉眼所见罢了。最重要的是，量子场中每一个光子的状态都能被精确计算。因此，通过对这些光子能量的探测和计算，便能为每一个成像目标反演出我们需要的图像。

“通用”显微无极限

喻虹告诉记者，量子成像最初是俄罗斯科学家在上世纪90年代中期提出的理论，美国科学家率先在实验中获得图像。科学界一度以为，必需使用特殊的量子纠缠光源才能实现量子成像，这也导致很多量子成像设备迟迟未能走出实验室。近几年，科学界普遍接受了新的观点：包括可见光在内的经典光源，都可以实现“鬼成像”。上海光机所量子成像研究团队是该领域引人瞩目的“生力军”。“2004年，我们在PRL上第一个发表了经典热光源可以进行鬼成像的理论证明，物理原理方面的问题基本都解决了，现在主要是信息论方面的理论问题，以及在实践应用中解决一个个具体技术细节。”

全球第一台单像素三维照相机，也是世界上第一台能应用于自然条件的“量子照相机”。团队中的“大师兄”龚文林是这个研究方向的领头人，这几年在应用上屡获进展，“越看越远”；喻虹则是“大师姐”，领衔主攻“越看越细”。

“波长决定分辨率。当我们把光源换成X光，分辨率无疑又提升了三四个数量级。”X光“鬼成像”显微镜，学名“傅里叶强度关联显微仪”，是在位于浦东的上海光源生物医学成像及应用光束线站研发成功的，样品是非常小一片有五条缝的金，成像目标是这些宽仅1微米（1微米=100万分之一米）的缝！

看这么细可以干吗？病理分析，材料研究，生命科学，物质科学……“需要显微的地方，它都能派上用场。”喻虹表示，“鬼成像”X光显微镜可以实现10纳米（1纳米=10亿分之一米）显微分辨。达到这个精度的，还有荧光标记和电镜等，但前者局限于生物研究，还要为不同生物细胞设计不同的荧光标记；后者造价高昂，且只适用于500纳米以下的薄样品。“鬼成像X光显微镜有明显的普适性。”喻虹说，大约一两百万就能打造这么一款“通用”显微镜，对很多研究机构和科技企业而言非常好用。目前，该项目已获国家自然科学基金委立项，正准备在光机所嘉定园区建造一个系统平台。

不远的将来，肉眼完全无法识别的纳米尺度的物质，“鬼成像”X光显微镜将能清晰呈现；明明是伸手不见五指的黑夜，或遇上能见度糟糕的雾霾天，“鬼成像”照相机仿佛掌握了透视术，完全不受影响；各种飞行器，甚至未来某一日的天外来客，都躲不过“鬼成像”的“火眼金睛”。