在生命科学探索微观世界的征途上，看清细胞内部那些瞬息万变、尺度极小的精细结构，一直是科学家们孜孜以求的目标。这些极小尺度下的动态，如同生命活动的基础密码。如今，北京大学未来技术学院席鹏教授团队，从自然界最稳定的形状——三角形中获得启迪与灵感，研发出一款名为“三角形光束干涉结构光照明显微镜”（3I-SIM）的引领性技术。该技术以“三角形架构”突破活细胞观测的时空极限，为其超高清、高速成像打开了崭新大门。相关成果日前发表于国际学术期刊《自然·光子学》。
“过去，科学家们利用结构光照明显微镜（2D-SIM）技术来突破传统显微镜的极限分辨率，看清更小的细节。但这种方法有点像是‘缓慢拼图’：它先要用一束光形成明暗相间的条纹，照射样本一次，只能提升一个方向的分辨率；为了看清整个平面，需要把这种条纹旋转三个不同的角度（通常是正负60度），分别照射和拍照，最后再把这三组信息拼合起来。”席鹏告诉记者，这个过程不仅耗时，更关键的是，多次强光照射会对脆弱的活细胞造成伤害，加速样本中荧光信号的衰减（即光漂白），难以长时间观察高速和精细的生命活动。
对此，席鹏团队从三角形简洁高效、结构稳定的特性中汲取智慧，彻底改变了研究思路。他们创新性地采用三束激光进行三角干涉，一步到位直接在样本上干涉出二维的六角晶格图案。这一巧妙设计意味着，单次曝光就能同时采集到物体在水平和垂直方向上的高分辨率信息，完成一张超分辨图像的重建仅需7帧原始图像。这大大缩短了曝光时间，有效减轻了采集过程中的光漂白影响。这种设计还消除了图像重建时烦琐的图案方向匹配过程，使系统能以最高每秒1697帧的速度进行单帧滚动重建，让那些以往难以捕捉的高速生命动态无法逃过镜头的追踪。
为了确保新技术的成像质量，研究团队在光的“姿态”——偏振上做足了文章。他们突破常规，没有使用常见的角向偏振光，而是创新性地采用了径向偏振策略，将对微小细节（高频信息）的捕捉能力提升到与传统2D-SIM相当的水平。同时，团队自主研发了一套AI重建算法，如同为系统装上了强大的降噪“滤镜”，显著增强了在干扰环境下提取清晰图像的稳健性。
3I-SIM的威力在实验中得到了全面展现。席鹏介绍，面对神经元生长锥这类极为敏感、极易被强光损伤的结构，新技术实现了长达13小时、连续拍摄超10万帧的超分辨成像，如同为生命活动拍摄了一部不间断的微观高清纪录片。对于细胞内那些转瞬即逝的微弱信号，比如内质网附近肌动蛋白的瞬间活动，3I-SIM展现出了出色的高速捕捉能力。当切换到高速模式时，其高达1697帧每秒的拍摄能力，甚至能清晰定格内质网环状结构闭合过程中的瞬时波动。
席鹏团队将这项突破性技术同步开源，公开了涵盖硬件设计、软件控制、重建算法以及深度学习模型在内的完整资源包，并配套提供了宝贵的实验数据集。席鹏说：“这种开放共享的设计理念，使全球科研团队能以较低的成本和门槛进行搭建与升级，轻松迈入新一代活细胞超分辨成像的研究领域。”
在生命科学探索微观世界的征途上，看清细胞内部那些瞬息万变、尺度极小的精细结构，一直是科学家们孜孜以求的目标。这些极小尺度下的动态，如同生命活动的基础密码。如今，北京大学未来技术学院席鹏教授团队，从自然界最稳定的形状——三角形中获得启迪与灵感，研发出一款名为“三角形光束干涉结构光照明显微镜”（3I-SIM）的引领性技术。该技术以“三角形架构”突破活细胞观测的时空极限，为其超高清、高速成像打开了崭新大门。相关成果日前发表于国际学术期刊《自然·光子学》。
“过去，科学家们利用结构光照明显微镜（2D-SIM）技术来突破传统显微镜的极限分辨率，看清更小的细节。但这种方法有点像是‘缓慢拼图’：它先要用一束光形成明暗相间的条纹，照射样本一次，只能提升一个方向的分辨率；为了看清整个平面，需要把这种条纹旋转三个不同的角度（通常是正负60度），分别照射和拍照，最后再把这三组信息拼合起来。”席鹏告诉记者，这个过程不仅耗时，更关键的是，多次强光照射会对脆弱的活细胞造成伤害，加速样本中荧光信号的衰减（即光漂白），难以长时间观察高速和精细的生命活动。
对此，席鹏团队从三角形简洁高效、结构稳定的特性中汲取智慧，彻底改变了研究思路。他们创新性地采用三束激光进行三角干涉，一步到位直接在样本上干涉出二维的六角晶格图案。这一巧妙设计意味着，单次曝光就能同时采集到物体在水平和垂直方向上的高分辨率信息，完成一张超分辨图像的重建仅需7帧原始图像。这大大缩短了曝光时间，有效减轻了采集过程中的光漂白影响。这种设计还消除了图像重建时烦琐的图案方向匹配过程，使系统能以最高每秒1697帧的速度进行单帧滚动重建，让那些以往难以捕捉的高速生命动态无法逃过镜头的追踪。
为了确保新技术的成像质量，研究团队在光的“姿态”——偏振上做足了文章。他们突破常规，没有使用常见的角向偏振光，而是创新性地采用了径向偏振策略，将对微小细节（高频信息）的捕捉能力提升到与传统2D-SIM相当的水平。同时，团队自主研发了一套AI重建算法，如同为系统装上了强大的降噪“滤镜”，显著增强了在干扰环境下提取清晰图像的稳健性。
3I-SIM的威力在实验中得到了全面展现。席鹏介绍，面对神经元生长锥这类极为敏感、极易被强光损伤的结构，新技术实现了长达13小时、连续拍摄超10万帧的超分辨成像，如同为生命活动拍摄了一部不间断的微观高清纪录片。对于细胞内那些转瞬即逝的微弱信号，比如内质网附近肌动蛋白的瞬间活动，3I-SIM展现出了出色的高速捕捉能力。当切换到高速模式时，其高达1697帧每秒的拍摄能力，甚至能清晰定格内质网环状结构闭合过程中的瞬时波动。
席鹏团队将这项突破性技术同步开源，公开了涵盖硬件设计、软件控制、重建算法以及深度学习模型在内的完整资源包，并配套提供了宝贵的实验数据集。席鹏说：“这种开放共享的设计理念，使全球科研团队能以较低的成本和门槛进行搭建与升级，轻松迈入新一代活细胞超分辨成像的研究领域。”
3月18日，记者从山西省人民政府获悉，“山西煤炭工业互联网智算平台”日前在山西联通大数据中心建设完成。该平台由中国联通与山西晋云互联科技有限公司共同打造，是山西省目前唯一的垂直行业类智 记者3月20日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队在量子态分辨研究中取得重要进展。研究组在最小资源消耗的量子态分辨问题中首次提出了全局最优自适应策略，并发展了自适应集体测量实验 春，推也。从草从日，草春时生也。进入春日，人们时常能在大地回暖、万物复苏中见证旺盛的生命力。一起解锁空间站里的“春日关键词”，感受太空中的“春日力量”吧！春日关键词：温暖空间站内 四季如春 3月21日记者从中国科学技术大学获悉，该校物理学院张斗国教授课题组，提出并实现了一种基于矢量光场调控原理的动量空间偏振滤波器件。科研人员将该滤波器件安装于传统无标记光学显微镜的出射端， xiaomi在3月21日正式发布了首款“潮流旗舰”定位的产品——xiaomiCivi 4 Pro。该机定位相较以前大幅升级，尤其是性能、影像、AI方面明显提高，这背后的大功臣之一就是第三代骁龙8s。xiaom 习近平总书记在中共中央政治局第三次集体学习时强调，要加强科研学风作风建设，引导科技人员摒弃浮夸、祛除浮躁，坐住坐稳“冷板凳”。甘坐“冷板凳”是一种平心静气从事科学研究、追寻科学真理的 。本文链接：新型三角结构光照明显微镜问世http://www.sushuapos.com/show-2-13494-0.html
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