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

  • 乌蒙山大桥进行静态荷载试验

  • 稳外贸 福建莆田鲍鱼“出海”忙

独家策划

推荐阅读
去年3月,他和团队在人类历史上第一次为引力子“画像”,那篇发表在国际权威学术期刊《自然》上的论文,就在这里诞生。
2025-05-16 10:55
星星“眨眼睛”,并不是“真身”在动,而是光线的折射率出现了波动,导致肉眼观察下的星星,与其“真身”所在位置的偏移距离在短时间内发生了变化。通常,白天发生的大气湍流更加强烈,导致折射率波动更大,星星“眨眼睛”也更频繁,只是我们观察不到。
2025-05-16 09:52
气象监测显示,5月12日以来,我国华北南部、黄淮地区等出现35摄氏度以上高温天气。中央气象台预计,16日起,我国黄淮中西部、华北南部等地部分地区将出现高温天气,19日至21日,高温天气强度增强、范围扩大,陕西关中盆地、河南中西部等地部分地区日最高气温可达37—39摄氏度,局地40摄氏度。
2025-05-16 09:51
科学家发现,将一段人类特有的基因片段插入小鼠体内,可以让它们的大脑长得更大。为了找出人类HARE5与黑猩猩的差异,Silver和同事确定了其中4个遗传突变,每个突变都能同时增强黑猩猩和人类细胞的增殖能力。
2025-05-16 09:50
中国科学技术大学教授孙林峰、副教授刘欣团队与教授谭树堂团队合作,在植物激素运输领域取得重要研究进展。研究团队进一步解析了AUX1蛋白在CHPAA结合状态下的结构,为其抑制机理提供了见解,并提出AUX1蛋白依赖于质子浓度梯度介导生长素内向运输的转运模型。
2025-05-16 09:47
在这项研究中,胡晗带领的研究团队利用高精度CT扫描和三维重建技术,对保存完好的芝加哥始祖鸟标本进行了详细研究。
2025-05-16 09:42
研究显示,鸟类、哺乳类甚至龟类的大脑在过去3.2亿年里,经历了一场精彩的大脑神经元演化历程,走出了截然不同但又殊途同归的智慧发展之路。
2025-05-15 10:04
南京航空航天大学科研团队联手中外学者创新研发出储能密度较高的新型纳米复合薄膜储能器件,其储能密度可达215.8焦/立方厘米,刷新介电储能密度国际最高纪录。
2025-05-15 10:03
宇宙的命运与其天体命运息息相关,而其中恒星的最终“寿命”一直是人类探索的重要命题。
2025-05-15 10:02
周天军表示,这项研究不仅揭示了全球变暖下区域季风的演变规律,更凸显了古气候研究在气候变化预测中的独特价值。通过开展古今对比研究,丰富的古记录数据所揭示的历史变化事实,将会成为我们有效应对未来的重要参照物。
2025-05-15 10:01
种业振兴行动实施以来,我国农作物长期战略保存种质资源已超过58万份,其中蕴含着极为丰富的作物遗传基因密码,犹如“天书”亟待破解。近日,由中国农业科学院作物科学研究所发起、腾讯参与支持的作物种质资源“天书计划”正式启动。
2025-05-15 04:10
党的二十届三中全会提出“构建同科技创新相适应的科技金融体制”,为做好科技金融大文章提出了更高要求。
2025-05-14 17:50
中国科学院金属研究所研究员刘岗团队发展了“漂浮策略”和“维度定制”相结合的新策略,如同给二氧化钛穿上了“水上行走鞋”,赋予了材料可漂浮于中性水溶液表面的特性,为塑料转化提供了极具竞争力的替代方案。
2025-05-14 09:44
通过将筛选出的诗词逐一标注,提取时间、地点、诗人身份、情境语义等信息,研究团队逐步建立起一个横跨1400年的“长江江豚诗词数据库”,并确定724首提及长江江豚的作品。
2025-05-14 09:43
在全球变暖的气候背景下,未来全球雪旱发生频率将成倍增加,其中暖雪旱将成为主导类型。
2025-05-14 09:41
近日,中国科学院微生物所和西南大学的科学家找到了柑橘黄龙病的抗性基因,“柑橘癌症”有了破解方法。
2025-05-14 09:39
除了嫦娥六号带回的月球样品,其拍摄的着陆区高清图像可以帮助科学家了解着陆点的地质细节和土壤来源。在这项研究中,科研人员利用嫦娥六号降落相机序列图像、全景相机近景立体图像等数据,构建了一套高精度的着陆区地形数据集。
2025-05-14 09:36
近日,多奈单抗注射液在首都医科大学宣武医院开出全国首方,引发广泛关注。
2025-05-13 09:55
这场堪称检验船舶前期设计建造工程的“期中考”,将进一步验证大型邮轮在设计、工艺、生产准备、总装建造等阶段所取得的一系列重大科研成果。
2025-05-13 09:28
农业农村部的数据显示,我国农作物秸秆产生量逐年递增,目前全国农作物秸秆产生量为8.67亿吨,可收集量为7.33亿吨,秸秆综合利用率达88.3%。
2025-05-13 09:26
加载更多