中國的超強顯微鏡,為科學創新打開了大門

2021-01-19 開拓新未來

中國現在能夠製造超解析度光學顯微鏡,可以看到僅50納米寬的物體。這使科學家能夠實時觀察細胞內的細微分子過程,從而有助於新藥的開發。

傳統的光學顯微鏡對於研究小物體和結構很有用,但是當物體之間的空間小於用於觀察它們的光的波長的一半時,它們缺乏精確度,此時兩個物體可以模糊成一個。

這個問題被稱為衍射極限。自2000年以來,隨著超解析度顯微鏡的出現,這一挑戰逐漸得到解決,這使得科學家們能夠在活細胞內觀察和跟蹤分子。這項技術對於生物學和醫學研究非常有價值,因此2014年諾貝爾化學獎授予了三位顯微專家。

中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所所長唐玉國表示,隨著中國在微生物學和分子科學領域取得領先,對高端超解析度光學顯微鏡的需求飆升。

然而,中國不得不為這些功能強大的顯微鏡進口大部分核心部件,其成本過高限制了中國在生物學,醫學和其他尖端領域的創新,他說。

現在,經過五年的研究,該研究所表示,它在先進的光學顯微鏡方面取得了突破,包括高度複雜的受激發射耗盡顯微鏡。

該研究所引入了特殊照明,螢光技術和專業鏡頭 - 所有這些都是生成高解析度圖像和高清晰度可視化小結構的關鍵部件。

這些壯舉幫助中國成為世界上超解析度顯微鏡領域的領先國家之一。但它仍然落後於其他國家,例如美國,它目前擁有世界上解析度最高的顯微鏡,能夠觀察到僅0.04納米的物體。

然而,中國超解析度顯微鏡比全球同類顯微鏡便宜,它們的解析度足以進行許多關鍵實驗。該研究所表示,其機器已經在許多國內和海外研究所進行了測試和使用。

該學院的上海藥物研究所使用這些強大的顯微鏡來追蹤藥物的活性成分在細胞內的定位和運輸方式,從而加速藥物的開發。

史丹福大學,東京大學和其他世界級研究所也在使用中國顯微鏡來檢查神經元的活動,從而為我們的大腦識別信息和控制行為的機制提供了光線。

學院高能物理研究所研究員柴志芳表示,顯微鏡項目不僅大大減少了中國對進口的依賴,而且對提高中國生物醫藥領域的創新能力具有重要的戰略意義。

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