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

  • 大熊猫“辰星”“晓月”10日在马来西亚国家动物园大熊猫保护中心正式与马来西亚公众见面。两只憨态可掬的大熊猫吸引众多民众前来参观,现场气氛热烈。

  • 1月10日,市民在昆明植物园内观光休闲。

独家策划

推荐阅读
8日,中国载人航天工程办公室发布2025年度《中国空间站科学研究与应用进展报告》。
2026-01-09 02:45
日前,生态环境部与国家统计局联合印发《关于发布2023年电力二氧化碳排放因子的公告》,以便于不同主体核算电力消费的二氧化碳排放量。
2026-01-09 02:45
近日,中国农业科学院农产品加工研究所联合国内外科研团队,系统揭示了小麦基因型、灌溉条件、储存方式及制粉工艺影响面团流变特性及产品质量的微观和介观机制。
2026-01-09 02:45
各地要强化标准牵引,结合相关部门人工智能终端智能化分级标准制定和产品智能化等级认定等情况,合理确定补贴品类。
2026-01-09 09:05
从中国机械工业联合会获悉,“十四五”时期是我国环保装备制造行业技术创新爆发期,产业链自主可控率超90%,核心专利数量全球第一,技术装备水平跃升,国际竞争力显著提升,国际市场占有率达23.1%。
2026-01-09 02:55
CES历来是观察前沿技术走向的重要窗口。今年,一个新词被频频提及——“物理人工智能(物理AI,Physical AI)”。
2026-01-08 18:29
从7日在京召开的全国知识产权局局长会议上了解到,根据世界知识产权组织最新发布的《2025年全球创新指数报告》,我国“综合排名进前十、单项排名‘双第一’”。
2026-01-08 02:20
近日,中央农村工作会议在北京召开。会议强调,“加强农业关键核心技术攻关和科技成果高效转化应用,因地制宜发展农业新质生产力”,为做好“三农”工作提供了重要指引。
2026-01-08 02:20
时序轮转一甲子,肇始于一间实验室的中国科技考古,历经六十载深耕求索,终从一片学术荒原,昂首跻身世界学科前沿之列。六十年来,中国科技考古依靠工作者们的汗水、智慧与坚守,写成一段传奇。
2026-01-08 02:20
冰冷坚硬的金属骨架、精确运转的齿轮电机……这,是不是你脑中的“机器人”?其实,还有一种机器人:它们没有坚硬的躯壳,而是以柔软的身体探索世界,它们并不强壮,却不会轻易损坏——这,就是软体机器人。它们像章鱼、蚯蚓、水母等自然界生物一样灵动,能够弯曲、伸展、钻入狭缝,展现出前所未有的环境适应力。
2026-01-08 02:25
近日,工业和信息化部正式公布我国首批L3级有条件自动驾驶车型准入许可,两款分别适配城市拥堵、高速路段的车型将在北京、重庆指定区域开展上路试点。
2026-01-08 02:25
“激光不是自然光,它是人类创造的‘最准的尺’‘最利的刀’,更是能为人类需求精准调光的‘魔法师’。”1月6日,科学家精神百场讲坛在扬州大学开讲,中国科学院院士、天津大学教授姚建铨向现场听众分享了自己60年的科研历程与心得。
2026-01-07 02:30
以前医生判断大脑是否健康,需要进行磁共振检查,这个检查结果用的是西方人群的参考标准。
2026-01-07 02:30
从中国科学院大连化学物理研究所获悉,“面向空间应用的锂离子电池电化学光学原位研究”项目已在中国空间站内开展。神舟二十一号航天员乘组共同在轨操作该项目实验,其中,中国科学院大连化学物理研究所研究员张洪章作为载荷专家发挥了其专业优势。
2026-01-08 02:20
硫化氢气味如臭鸡蛋,在天然气开采、炼油、煤化工中大量产生。它不仅有毒,更是形成酸雨的“元凶”之一。据统计,我国每年待处理的硫化氢约80亿立方米,全球规模更是巨大。如何安全、彻底地处理它,一直是工业界面临的巨大挑战。
2026-01-07 02:30
从生态环境部获悉,日前,南京环境科学研究所秦卫华、李中林、王涛研究团队在《布拉格国家昆虫博物馆馆报》上发表研究成果——西藏吉隆发现猎蝽科猛猎蝽属新物种吉隆猛猎蝽,我国青藏高原生物多样性数据库再添新成员。
2026-01-07 02:30
“人类工程与大自然的完美融合!”不久前,贵州花江峡谷大桥刚刚建成通车便火遍全网,各地游客纷至沓来,只为感受新晋世界第一高桥的壮观雄伟。
2026-01-07 02:30
“一张网”的构建是我国测绘地理信息事业转型升级的生动实践。
2026-01-06 09:53
具身智能作为人工智能与机器人科学交叉的前沿领域,是新一轮产业变革的技术引擎。
2026-01-06 02:45
我国首次航天员洞穴训练日前在重庆市武隆区圆满结束,28名航天员参加了这次训练。
2026-01-06 02:45
加载更多