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將目光縮小將視野變大 “納米技術(shù)”給細(xì)胞拍張高清照

2021-09-01 09:59:01來(lái)源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：顯微鏡閱讀量：3725

導(dǎo)讀：當(dāng)我們仰望天空，我們會(huì)感嘆宇宙之浩瀚，因此幾代人窮盡一生去探索未知的宇宙世界；但當(dāng)我們環(huán)視周?chē)瑢⒛抗饪s小，在那個(gè)我們尚且未曾觀測(cè)到的領(lǐng)域，同樣有無(wú)窮無(wú)盡的微觀世界等待著我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>

　　【儀器網(wǎng) 時(shí)事聚焦】當(dāng)我們仰望天空，我們會(huì)感嘆宇宙之浩瀚，因此幾代人窮盡一生去探索未知的宇宙世界；但當(dāng)我們環(huán)視周?chē)?，將目光縮小，在那個(gè)我們尚且未曾觀測(cè)到的領(lǐng)域，同樣有無(wú)窮無(wú)盡的微觀世界等待著我們?nèi)ヌ剿鳌?br />

　　眾所周知，宇宙之所以神秘，是因?yàn)槲覀兊囊曇坝邢?，即便有各種技術(shù)的加持，我們依舊無(wú)法了解宇宙的全貌，而微觀世界的神秘同樣如此。在顯微鏡誕生之前，人類對(duì)于小的認(rèn)知仍停留在肉眼的程度，即便利用放大鏡，觀察的事物的細(xì)節(jié)也有限，甚至當(dāng)時(shí)對(duì)于細(xì)胞的概念都沒(méi)有誕生。

　　而隨著顯微鏡的出現(xiàn)，人們從目鏡中看到了完全不一樣的世界，這份新奇感與求知欲，也幫助我踏入了微觀世界。而在顯微鏡誕生至今的三百多年中，顯微鏡不斷在發(fā)展，我們對(duì)微觀世界的了解也不斷深入，但是留下的難題以及還未被探索到的未知領(lǐng)域，依舊存在。

　　要讓目光變得長(zhǎng)遠(yuǎn)廣闊不容易，讓它變得精細(xì)微小同樣也很難；要講一樣?xùn)|西做大需要技術(shù)加持，將它做小同樣需要技術(shù)支持。隨著人們觀察到了細(xì)胞，了解到了細(xì)胞是生物體基本的結(jié)構(gòu)和功能單位后，對(duì)于細(xì)胞的研究不但沒(méi)有停止，更不斷地開(kāi)始深入。人們也不僅僅滿足于看見(jiàn)它，更希望研究它的結(jié)構(gòu)、組成，并以某種方式將它記錄下來(lái)。而事實(shí)上，細(xì)胞也有大小，對(duì)于那些微小的細(xì)胞來(lái)說(shuō)，看清已經(jīng)不容易，想要清晰地記錄下來(lái)就更難了。更何況以顯微鏡的工作原理來(lái)說(shuō)，放大觀測(cè)目標(biāo)的同時(shí)，意味著觀測(cè)視野的縮小，因此想要同時(shí)滿足大規(guī)模的細(xì)致細(xì)胞觀測(cè)記錄，對(duì)于顯微鏡來(lái)說(shuō)是無(wú)比艱巨的挑戰(zhàn)。

　　那么這項(xiàng)技術(shù)解決了嗎？在顯微成像技術(shù)、納米技術(shù)的共同作用下，實(shí)現(xiàn)了。

　　科研人員通過(guò)將傳感器芯片作為幕布，通過(guò)用光將細(xì)胞投影到芯片上，成功實(shí)現(xiàn)了以數(shù)碼成像觀察記錄細(xì)胞，并保證了視野不受限、所見(jiàn)即所得。而更重要的是，理論上只要芯片上的像素尺寸足夠小，像素規(guī)模足夠大，那么能夠觀察到的細(xì)胞就足夠清晰。而為了確保這一點(diǎn)，目前實(shí)際上單芯片像素規(guī)模、空間分辨率都屬于尖端的可見(jiàn)光成像芯片，其像素尺寸僅500納米、像素規(guī)模則達(dá)到4億，并且通過(guò)垂直電荷轉(zhuǎn)移成像器件，能夠幫助顯微成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兼具清晰度、高分辨和大視野優(yōu)勢(shì)的細(xì)胞觀測(cè)工作。

　　當(dāng)然這項(xiàng)技術(shù)也不僅僅只有實(shí)驗(yàn)室一個(gè)運(yùn)用場(chǎng)景。事實(shí)上，如今圖像傳感芯片已經(jīng)廣泛應(yīng)用于體外診斷行業(yè)，如果相關(guān)產(chǎn)品能夠在分辨率、視野上獲得突破，那么在腫瘤治療、藥物篩選等運(yùn)用場(chǎng)景，將可以帶去重要的改變。而據(jù)了解，目前運(yùn)用新的芯片的工程樣機(jī)已經(jīng)被研制出來(lái)，有望能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、記錄活細(xì)胞的“一舉一動(dòng)”。

　　因此或許在不久的將來(lái)，我們現(xiàn)在所收獲的極限，將成為一項(xiàng)重要但常用的技術(shù)，而新技術(shù)則會(huì)向著下一個(gè)極限出發(fā)，不斷突破，爭(zhēng)取給細(xì)胞拍張更高清的照片。

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