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将目光缩小将视野变大 “纳米技术”给细胞拍张高清照

2021年09月01日 09:59:01来源:仪器网

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  【仪器网 时事聚焦】 当我们仰望天空,我们会感叹宇宙之浩瀚,因此几代人穷尽一生去探索未知的宇宙世界;但当我们环视周围,将目光缩小,在那个我们尚且未曾观测到的领域,同样有无穷无尽的微观世界等待着我们去探索。
 
 
  众所周知,宇宙之所以神秘,是因为我们的视野有限,即便有各种技术的加持,我们依旧无法了解宇宙的全貌,而微观世界的神秘同样如此。在显微镜诞生之前,人类对于小的认知仍停留在肉眼的程度,即便利用放大镜,观察的事物的细节也有限,甚至当时对于细胞的概念都没有诞生。
 
  而随着显微镜的出现,人们从目镜中看到了完全不一样的世界,这份新奇感与求知欲,也帮助我踏入了微观世界。而在显微镜诞生至今的三百多年中,显微镜不断在发展,我们对微观世界的了解也不断深入,但是留下的难题以及还未被探索到的未知领域,依旧存在。
 
  要让目光变得长远广阔不容易,让它变得精细微小同样也很难;要讲一样东西做大需要技术加持,将它做小同样需要技术支持。随着人们观察到了细胞,了解到了细胞是生物体基本的结构和功能单位后,对于细胞的研究不但没有停止,更不断地开始深入。人们也不仅仅满足于看见它,更希望研究它的结构、组成,并以某种方式将它记录下来。而事实上,细胞也有大小,对于那些微小的细胞来说,看清已经不容易,想要清晰地记录下来就更难了。更何况以显微镜的工作原理来说,放大观测目标的同时,意味着观测视野的缩小,因此想要同时满足大规模的细致细胞观测记录,对于显微镜来说是无比艰巨的挑战。
 
  那么这项技术解决了吗?在显微成像技术、纳米技术的共同作用下,实现了。
 
  科研人员通过将传感器芯片作为幕布,通过用光将细胞投影到芯片上,成功实现了以数码成像观察记录细胞,并保证了视野不受限、所见即所得。而更重要的是,理论上只要芯片上的像素尺寸足够小,像素规模足够大,那么能够观察到的细胞就足够清晰。而为了确保这一点,目前实际上单芯片像素规模、空间分辨率都属于尖端的可见光成像芯片,其像素尺寸仅500纳米、像素规模则达到4亿,并且通过垂直电荷转移成像器件,能够帮助显微成像系统实现兼具清晰度、高分辨和大视野优势的细胞观测工作。
 
  当然这项技术也不仅仅只有实验室一个运用场景。事实上,如今图像传感芯片已经广泛应用于体外诊断行业,如果相关产品能够在分辨率、视野上获得突破,那么在肿瘤治疗、药物筛选等运用场景,将可以带去重要的改变。而据了解,目前运用新的芯片的工程样机已经被研制出来,有望能够实时监测、记录活细胞的“一举一动”。
 
  因此或许在不久的将来,我们现在所收获的极限,将成为一项重要但常用的技术,而新技术则会向着下一个极限出发,不断突破,争取给细胞拍张更高清的照片。
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