摘要：在探索生命奥秘的征途中，荧光显微成像技术一直是科学家们不可或缺的“眼睛”。然而，传统荧光成像系统的繁琐操作和耗时流程，一直是制约其应用的一大瓶颈。近日，上海理工大学光电信息与计算机工程学院超精密光学制造团队在生物检测技术领域取得重大突破，为这一难题提供了颠覆性

在探索生命奥秘的征途中，荧光显微成像技术一直是科学家们不可或缺的“眼睛”。然而，传统荧光成像系统的繁琐操作和耗时流程，一直是制约其应用的一大瓶颈。近日，上海理工大学光电信息与计算机工程学院超精密光学制造团队在生物检测技术领域取得重大突破，为这一难题提供了颠覆性的解决方案。

“AI荧光成像——无滤波荧光显微成像技术”在《科学》（Science）子刊《科学进展》（Science Advances）上发表

这一革命性的技术突破，不仅简化了成像系统，降低了成本，还大大提高了成像速度和精度，为生物检测技术的升级开辟了新路径。

传统荧光成像系统需配备多套滤波组件以满足多波段成像需求，操作繁琐且耗时。针对这一问题，上海理工大学庄松林院士、张大伟教授领衔的团队与上海交通大学附属仁济医院浦南分院、美国杜克大学展开医工交叉合作，提出利用AI技术取代传统光学滤光组件的解决方案，成功研发出无滤波荧光显微成像技术。

该技术的核心在于“数字虚拟滤波器”的开发。团队利用AI技术，使荧光显微成像系统能够自动选择荧光通道，准确预测荧光信号，从而实现对生物样本的高效、精确检测和分析。这一技术摒弃了昂贵的荧光滤波元件，简化了成像系统，降低了成本，同时提高了成像速度和精度。

无滤波荧光显微成像技术

对此，论文第一作者、上海理工大学戴博教授打了个比方：“显微镜里的细胞就好比天际各种颜色的星光，我们要用不同的镜片来识别不同的颜色，那么想把这些光点都识别出来，就要不停的换镜片，耗时耗力。我们研究团队使用AI技术颠覆了这一概念，也就是说无论天上有多少颜色光点，我们用一个普通的望远镜就可以全部清晰、快速地识别出来。”

目前，团队已针对多色荧光量子点纳米颗粒、多种荧光染料共染的细胞、组织切片、动态细胞进行了荧光成像实验，还利用该系统进行了成纤维细胞活化蛋白表达分析、人食管组织/人肝组织切片检测等一系列生物研究、临床检测实验。实验数据表明，无滤波荧光显微成像技术性能优秀。例如，在对肿瘤切片进行病理检测时，传统方法至少需要20分钟，而该技术仅需4分钟，效率提高了5倍。这意味着医生能够更快速、更准确地做出诊断。

“该技术存在巨大的研究价值和应用潜力，有待进一步移植到各类相关仪器中，有望颠覆式推动现有生化检测仪器的智能化升级换代。”张大伟教授说。

据悉，上海理工大学团队将继续深化与国内外科研机构和医疗机构的合作，推动无滤波荧光显微成像技术的临床转化和应用推广，以期在医学、刑侦等领域发挥更大作用。

文字/图片：毛信慧

来源：澎湃新闻客户端