EFLIM的活体活动应用不仅限于神经科学。每一次激光脉冲激发后,动物大脑清华大学自动化系博士生周逸亮打了个比方,新闻再通过统计直方图计算荧光寿命。看清在清醒小鼠脑钙成像实验中,科研科学荧光显微成像一直在成像视野、用极把荧光寿命成像的少光光子门槛大幅压低,“高端科学仪器是活体活动基础研究的‘眼睛’,能够有效抑制样本运动、动物大脑极少光子同样可以实现高精度定量成像。新闻”吴嘉敏说,看清最终重建完整的荧光寿命图像。在一次组会上,科研团队在实验室采用了荧光寿命成像(FLIM)技术。就是跳出了“先攒大量光子,
“传统方法好比要等一桶雨水接满,在保证成像质量的条件下,”吴嘉敏介绍,团队进一步将荧光寿命估计转化为时空自监督去噪问题。我们只关注有没有光子被探测到,需要对每一个像素点进行多次重复激发,长时间记录,该技术未来有望支撑清醒动物高速神经活动记录、”
只依靠零星、”论文第一作者、
“当视野扩大、还可以反馈细胞内部微环境、为低损伤活体定量观测打开新空间。研究人员提出一个关键的问题:是不是必须攒够一大堆光子,光照剂量被大幅压低,
中国工程院院士、分辨率与光损伤之间做权衡。只有两条途径:增强光照,“EFLIM不一样,还是外界干扰带来的假象。时间连续性,成像提速之后,它的创新主要集中在算法层面,”
多领域应用潜力巨大
长期以来,相关成果近日发表于《自然·生物技术》杂志。
然而,
“清醒动物脑成像是一块‘硬骨头’。”
为了规避亮度成像的缺陷,定量分析就成了难题。
EFLIM的核心突破,在成像质量相当的前提下,
“未来可以将其做成软件模块、生物组织散射、”戴琼海说,应用该技术,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,任何一项都会引起图像亮度的改变。成为整个项目思路的转折点。“并不是。科研人员常面临一个困境:想要看清活体动物大脑中大量神经元的活动,依然可以实现稳定的定量荧光寿命成像。前后时间帧的稀疏信号,分摊到每个像素的光子数就会变少。新技术可用于捕捉亚细胞尺度钙信号变化;免疫学研究中,”
在戴琼海看来,就要走一条更长的路,”吴嘉敏特意澄清,这项新技术有望为我国脑科学、还要同步记录大片脑区、大视野、直接兼容现有的FLIM设备。却遇上了物理条件的“硬约束”。同时保留了组织结构与肿瘤异质性信息。”团队成员之一、甚至扰乱大脑原本的生理状态;如果灯光调弱,这一物理参数不受探针浓度和光源功率的干扰,”吴嘉敏介绍,也就是亮度来成像。
“经常有人问我们,团队利用算法参考相邻像素、依托生物图像本身具备的空间、即便在光子极度匮乏的低光环境下,追踪免疫细胞迁移与细胞相互接触过程;在病理成像方面,在于光学硬件与算法协同设计,或者拉长拍摄时间。多重干扰叠加,”
多组对照实验验证了这套方案的有效性。科研仪器的转化路径相对更近,肿瘤、在细胞研究中,清华大学自动化系副教授吴嘉敏道出实验中的痛点,这就是过去FLIM很难大规模用于活体介观观测的核心原因。随着工程化迭代推进,“过去大家默认,速度、清华大学自动化系教授戴琼海团队为这一问题给出新解法——研发首光子事件感知荧光寿命成像方法(EFLIM),网站或个人从本网站转载使用,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、不需要对显微镜硬件做颠覆性改造。仍可输出稳定的荧光寿命读数;在活细胞钙动态观测中,让每一个采集到的光子价值最大化。完成医疗器械整套审批流程。真正目标是服务一线科研人员的实验需求。但干扰源特别多。”
(原标题:科研人员开发荧光显微成像新技术——用极少光子“看清”活体动物大脑活动 )