科研需求一鍵響應，公共平臺高效構建（下）     DATE: 2025-01-18 07:30:15

　　【化工儀器網 人物訪談】2024年7月9日-11日，科研第十四屆中國生命科學公共平臺管理與技術發(fā)展研討會以“加強生命科學儀器自主創(chuàng)新，需求效構推進高水平實驗技術隊伍建設，鍵響建下提升公共平臺智能化管理水平，共平賦能新質生產力發(fā)展”為主題，臺高邀請了高校、科研科研院所的需求效構設備處領導、公共技術服務平臺負責人、鍵響建下技術骨干、共平專家學者以及國產儀器代表和儀器行業(yè)專家等七百余人參加了本次盛會。臺高 　　在此次第十四屆中國生命科學公共平臺管理與技術發(fā)展研討會現場，科研化工儀器網有幸在現場采訪到了浙江大學醫(yī)學院公共技術平臺執(zhí)行副主任方三華老師。需求效構接下來，鍵響建下讓我們一起走進方老師的共平精彩分享。

 

 

　　化工儀器網：那回到我們最開始一個問題，臺高在本次生命科學研討會現場，您也做了一個關于光學顯微鏡發(fā)展以及成像平臺的管理與實踐課題，在您看來，我們顯微鏡這塊目前還有著怎樣的突破及技術成果轉換呢？
 　　方三華老師：我其實也是顯微成像平臺的負責人，這幾年主要負責了光學顯微成像平臺的建設，其中包括我們儀器的采購和人員配置。
 　　光學顯微成像是生命科學領域中非常重要的工具之一，光學顯微成像和電子顯微成像各有千秋。光學顯微成像對生命樣本，特別是活細胞的干擾最小，這使得它非常適合用于觀察活細胞中的動態(tài)過程。此外，隨著技術的發(fā)展，如轉基因技術和熒光蛋白、小分子染料的出現，光學顯微成像還具備了特異性標記蛋白質或核酸的能力，這為我們的研究提供了更多的可能性。
 　　相比之下，電子顯微鏡的最大優(yōu)勢在于其極高的分辨率，能夠揭示樣本的超微結構，甚至達到納米級。然而，電子顯微鏡對樣本的要求非常嚴格，通常需要固定的樣本，因此無法用于觀察活細胞中超微結構的動態(tài)變化。
 　　那么前面講了光學顯微鏡的很多優(yōu)勢，但它其實也有幾方面的缺點。第一個方面，由于光的衍射極限的問題，一般的光學顯微鏡，包括激光共聚焦顯微鏡，他們的分辨率都是有限的，也就是說，它在xy軸上的分辨率最大就是2-250納米，在z軸上的分辨率最大也只有500-700納米，但我們的生物細胞中很多結構小于200納米。
 　　例如一些細胞器的細胞線粒體的內膜、外膜等內質網超微結構，都是小于200納米的，按照以往來說，我們只能根據電子顯微鏡來獲得細胞器的超微結構，但電子顯微鏡無法實現活細胞中超微結構的動態(tài)變化。
 　　為了突破這一限制，科學家們發(fā)明了超高分辨顯微鏡技術，并在2014年獲得了諾貝爾化學獎。目前，超高分辨顯微鏡主要有三種類型：受激發(fā)射損耗超高分辨顯微鏡(STED)、隨機光選照射超高分辨顯微鏡(STORM)和結構光照明超高分辨顯微鏡(SIM)。
 　　這三種顯微鏡各有優(yōu)勢，比如STORM的分辨率極高，但時間分辨率較低，不適合用于活細胞成像；SIM則能兼容多種熒光蛋白和有機染料，光毒性較小，適合活細胞成像，但其分辨率略低于顏色極限的一半。而STED則介于兩者之間，分辨率較高且可用于活細胞成像，但光毒性較大。
 　　雖然目前已經存在這三種超高分辨顯微鏡，但仍然不夠解決一些目前存在的科學問題。我認為光學顯微成像技術需要在以下幾個方面實現突破：第一，分辨率要進一步提升，最好能達到30納米以下，這樣才能更清晰地觀察細胞的超微結構。第二，這項技術必須能夠應用于活細胞，以捕捉生命過程的動態(tài)變化。同時，成像速度也要大幅提升，因為生命現象往往是快速且復雜的。
 　　第三，我們還要考慮如何將這項技術擴展到組織、器官乃至整體生物體的成像上，以滿足更廣泛的科研需求。為了滿足不同尺度的成像需求，我們平臺還購置了雙光子顯微鏡和大體光片顯微鏡，用于組織和器官的成像。
 　　第四，在高通量成像方面，我們配備了高內涵成像系統(tǒng)和虛擬切片掃描系統(tǒng)，以滿足藥物篩選等大規(guī)模實驗的需求。第五個方面，腦科學是當前科學研究的熱點之一，它要求我們在活動狀態(tài)下觀察大腦內部的變化，為此，我們平臺購置了自由活動狀態(tài)下的腦成像系統(tǒng)，以及北大程和平院士團隊研發(fā)的可穿戴式雙光子顯微鏡。這些技術使我們能夠在小鼠等動物模型上，實時觀察大腦神經元的活動情況，為揭示大腦工作機制提供有力支持。
 　　化工儀器網：對于本次研討會以及未來的論壇，您有哪些期待和建議呢？
 　　方三華老師：我們生命科學公共平臺管理與技術發(fā)展研討會從無到有，從弱到強，每一步都走得非常不容易。特別是去年在北京舉辦后，研討會的規(guī)模迅速擴大，今年在杭州更是吸引了近600位老師參與，這充分說明了大家對公共平臺共享管理模式的認可和支持。這既是我們平臺多年努力的成果，也是大家共同努力的結果。
 　　對于明年的論壇，我有幾個方面的期待和建議。目前我們的分論壇設置主要是按照技術類別來劃分的，比如說光學顯微成像技術、冷凍電鏡技術、核磁技術等。我希望我們能夠設立一個交叉技術的分論壇，專門分享各種技術之間的交叉應用和創(chuàng)新。這不僅可以促進生命科學內部的技術融合，還可以引入工科、光電等其他領域的技術，共同解決尖端科學問題。
 　　其次，我希望我們能夠吸引更多的科研人員參與進來。目前我們的會議主要參與者是平臺老師和實驗中心老師，但實際上，很多科研人員在設計和開展課題時也非常需要技術支持。因此，我建議我們可以采取一些措施，比如設置專門的交流環(huán)節(jié)或工作坊，讓科研人員和技術人員有更多面對面交流的機會，這樣既能提升科研效率，也能促進技術的落地應用，從而達到互融互通，合作共贏。
 　　化工儀器網：非常感謝方老師的精彩分享和寶貴建議。

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