点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:AI荧光成像助力生物检测升级
首页> 科技频道> 创新创业 > 正文

AI荧光成像助力生物检测升级

来源:文汇报2025-01-09 12:44

  ■本报记者 储舒婷

  警察辛苦勘察得到的“一丁点”生物样本,如何能在检验人员手里更快速地指明真相,更精准地让证据“说话”?上海理工大学科研团队为生物检测技术升级带来了一个颠覆性的答案。该成果创新提出“AI荧光成像——无滤波荧光显微成像技术”,可广泛用于生物诊断、临床医学、环境监测、刑侦勘探等领域。相关论文发表在《科学》杂志子刊《科学进展》上。

  对于这项新技术,科研人员打了一个形象的比方:“显微镜里的细胞好比天际各种颜色的星光,以往我们要用不同的镜片来识别不同颜色。想把光点都识别出来,就要不停更换镜片,耗时耗力。如今,研究团队使用AI技术颠覆了这一做法,也就是说,无论天上有多少颜色的光点,用一个普通的望远镜就可以全部清晰、快速地识别出来。”

  这项研究的灵感并非来自刑事侦查,而是源于推动医学研究的智能化进程。

  上理工戴博教授与仁济医院管阳太教授团队在合作研究中发现,现有荧光成像系统存在局限,要装备多套滤波组件才能满足多波段荧光成像的需求。此外,面向多通道荧光成像时,操作人员机械式切换荧光滤波组件,不仅耗时,操作繁琐,无法满足高速成像的应用,还增加了成像系统的复杂性。

  对此,管阳太团队的科研助理王侃医生提出,是否可能借助AI技术提升荧光成像系统的效能?这与戴博不谋而合,他也想将AI应用于精密光学器件及系统。

  由此,他们提出一个大胆的设想,利用AI技术取代传统光学滤光组件,实现荧光信号的特异性定位及定量分析,从而对生物样本进行高效、精确的检测和分析。其中,开展数字虚拟滤波器的研究成为解锁这一问题的钥匙。

  这一研究由上海理工大学光电信息与计算机工程学院、中国工程院院士庄松林,常务副院长张大伟教授带领的超精密光学制造团队,与上海交通大学附属仁济医院浦南分院、美国杜克大学合作完成,医工交叉深度探索微观世界。

  在张大伟、戴博团队里,既有光学工程、仪器科学的专家,又有从事人工智能领域研究的学者,团队还一直和临床医生长期合作……多个交叉学科融合,助推了项目的最终落地。

  该团队从AI技术出发,开发了“数字虚拟滤波器”,并提出无滤波荧光显微成像技术。使用该技术的荧光显微成像系统,可完全摒弃昂贵的荧光滤波元件,通过暗场照明方式,减弱背景噪声。成像系统获取图像后,通过神经网络自动选择荧光通道,准确预测荧光信号。

  此外,研究院还利用研制的无滤波荧光显微成像系统进行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、临床检测的实验。以往,一份肿瘤切片的病理检测需要至少20分钟,采用这一新技术仅需4分钟,效率提高5倍,将为医生精准诊断、守护病患健康提供更多助力。

  “目前,我们提出的无滤波荧光成像技术在荧光显微成像系统中得到初步验证,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荧光检测相关仪器中,例如共聚焦显微镜、荧光流式细胞仪等。这有望推动现有生化检测仪器的智能化升级换代。”张大伟说。

[ 责编:战钊 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 我国电动汽车充电设施数量突破2000万

  • 贵州六盘水:线路巡检保通畅

独家策划

推荐阅读
扎实推进科普智库各项建设工作,为实现2035年“终结结核病流行”目标注入强劲的思想动力与坚实的行动支撑。
2026-01-22 18:44
国家能源局21日发布的数据显示,截至2025年12月底,我国电动汽车充电设施数量达2009.2万个,突破2000万大关。方案提出,到2027年底,将在全国范围内建成2800万个充电设施,提供超3亿千瓦的公共充电容量,满足超过8000万辆电动汽车充电需求,实现充电服务能力的翻倍增长。
2026-01-22 09:31
正因如此,团队创新性转向了模拟计算这一新兴赛道,成功研制出基于阻变存储器的非负矩阵分解模拟计算求解器。“这项工作为非负矩阵分解这类约束优化问题的实时求解开辟了新路径,展现了模拟计算处理现实复杂数据的巨大潜力。
2026-01-22 09:28
对于成千上万的心脏病患者来说,植入心脏起搏器是维持生命节律的重要方式。该起搏器设计极度微型化,生物相容性优异,可通过微创导管经股静脉植入心脏内部,大大降低了手术创伤。
2026-01-22 09:27
这是一种生物分子磁敏感荧光蛋白(MFP),能与磁场和无线电波相互作用,其特性正源于蛋白质内部的量子力学效应。研究团队首先开发出一种原型成像仪器,能够利用类似磁共振成像(MRI)的原理,对经过人工改造的蛋白质进行体内定位。
2026-01-22 09:44
20日,海南省脑空间信息学与脑机接口技术创新中心揭牌。据了解,海南大学近年来在全脑成像技术研发、脑图谱绘制等领域取得多项重大突破,并成功研发了高通量低功耗采集及刺激芯片、高自由度神经刺激芯片等多款脑机接口专用芯片,还构建了神经系统疾病灵长类动物模型研发技术体系,为脑科学基础与转化研究、脑机接口技术发展提供了技术支撑。
2026-01-22 09:30
光明日报北京1月21日电 记者王美莹、通讯员丁艳青从中国地震局获悉,近日,我国地震行业首个国家级与省级联动的网络安全管理平台正式建成并投入使用。目前,该平台已投入业务运行,显著提升了全国地震行业网络安全的整体防护水平,为业务平稳运行提供了坚实保障。
2026-01-22 09:29
随着中国第42次南极考察队队员陈龙耀从东南极西福尔丘陵地区裸露的岩壁敲下第一块岩石样本,中山站度夏地质考察工作正式启动。
2026-01-21 09:08
这套“地震断层模拟试验装置”由中国工程院院士、中国地震局工程力学研究所名誉所长谢礼立领衔的团队历时4年攻关研制完成,已成功通过验收。
2026-01-21 09:02
长期以来,半导体面临一个难题:我们知道下一代材料的性能会更好,却往往不知道如何将它制造出来。这项材料工艺革新解决了从第三代到第四代半导体都面临的共性散热难题,为后续的性能爆发奠定了关键基础。
2026-01-21 09:01
该团队通过对比研究嫦娥六号月球背面样品与嫦娥五号月球正面样品,发现嫦娥六号样品中的碳结构具有更明显的缺陷特征,这可能与月球背面经历的更强烈的微陨石撞击历史有关。
2026-01-21 09:00
近日,在国新办举行的新闻发布会上,海关总署相关负责人介绍,2025年中国高技术产品出口增长13.2%,工业机器人出口增长48.7%,并首次超过进口,我国成为工业机器人净出口国。
2026-01-21 08:56
2025年C919安全载客超过400万人次,而且今年又新开了广州往返南京的航线。
2026-01-20 07:00
工业和信息化部、国家发展改革委等五部门日前联合印发《关于开展零碳工厂建设工作的指导意见》。
2026-01-20 03:25
工业和信息化部日前印发最新修订的《优质中小企业梯度培育管理办法》,将科技型中小企业纳入优质中小企业梯度培育范围。办法自2026年4月1日起实施。
2026-01-20 03:20
近日,工业和信息化部印发最新修订的《优质中小企业梯度培育管理办法》,扩大了培育基础,首次将科技型中小企业纳入梯度培育范围。
2026-01-20 09:03
中国科学技术大学马骋教授针对全固态锂电池在循环时因需要维持良好界面接触而过于依赖外部压力、难以实际应用的问题,提出了一种低成本、较为适合商业化的解决方案。
2026-01-20 09:02
离子注入机是半导体制造关键设备,尤其是高能氢离子注入机研发难度大、技术壁垒高,我国长期依赖进口。
2026-01-20 09:02
对于行业的未来,赵同阳充满期待:“人形机器人行业未来也会出现几家顶级企业,我希望提起机器人,人们首先想到的是中国。
2026-01-20 08:57
当日9时34分,神舟二十号飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。经现场检查确认,飞船返回舱外观总体正常,舱内下行物品状态良好,神舟二十号飞船返回任务取得圆满成功。
2026-01-19 11:36
加载更多