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

  • 杭州湾跨海铁路大桥南航道桥首座主塔封顶

  • 2026中国国际自行车展览会在上海举行

独家策划

推荐阅读
儿童科学本质教育在科学教育中有着举足轻重的作用,发展科学本质观是科学教育的核心目标之一。
2026-05-07 05:35
面对现实世界中日益复杂的预测需求,科研人员围绕大模型预测技术,走出了两大核心主线、四种具体技术路径。
2026-05-07 05:35
人工智能是德国提升国家科技创新能力、竞逐全球科技产业高点的关键领域。
2026-05-07 05:35
该校邢立达课题组与河北省区域地质调查院合作,对河北宣化土城子组两个新的恐龙足迹点展开研究,记录下该地层迄今最慢的兽脚类恐龙行迹,
2026-05-07 06:00
大型体育赛事最令人头痛的当属“最后一公里”:车停到哪里最方便?从哪个入口进场最快捷?如今,这一状况正在改变。
2026-05-07 06:00
在刚刚过去的“五一”假期,“科技游”成为了众多游客的选择。辽宁沈阳航空科技馆则以大量模拟试飞游戏,让孩子们在玩乐中感知复杂的航空技术原理。当技术赋能的展陈体验成为标配,制度与运营模式的创新则为科技馆开辟了新的增长空间。
2026-05-06 09:13
光明日报西安5月5日电 记者李洁、张哲浩5日从中国科学院地球环境研究所获悉,该所联合国内外多家科研机构进行系统研究,提出土壤温度变化是东亚新石器时代粟作农业时空演化的重要调控因素。
2026-05-06 09:10
”日前,中国科学院院士、国家卫生健康委副主任曾益新在“高原重大心肺脑疾病预警关键技术与防治策略研究”项目启动会上表示。曾益新表示,该项目聚焦发病机制、易感人群识别、精准干预、治疗方案四大核心方向,其中发病机制研究是所有工作的基础。
2026-05-06 09:09
为此研究团队开发出纳米高熵陶瓷涂层,集防结焦、耐高温腐蚀、高导热于一体,还能降低煤耗。基于光谱学科基础,研究团队把“吸热”的思路反过来,开发了辐射制冷涂层。以吸热器表面的高温太阳能吸热材料为例,这种关键光学材料一旦断供,国内光热电站将陷入被动。
2026-05-06 09:08
联合国教科文组织5日发布《量子时刻:国际量子科学技术年成果全球报告》,首次对2025年国际量子科学技术年进行了全面评估。
2026-05-06 09:01
董耀会的理想是在全国的长城沿线开发出一万个村,把长城沿线的优质农产品卖到世界各地。
2026-05-02 08:15
习近平总书记强调,要以更大力度、更实举措加强基础研究,提升我国原始创新能力,进一步打牢科技强国建设根基。
2026-05-01 18:40
加强基础研究,建设科技强国的必由之路。
2026-04-30 16:22
“AI投毒”“控评”“互踩”“人肉”“开盒”“算法黑箱”……AI时代,面对这些媒介乱象,该如何约束?
2026-04-30 09:02
近日,国家市场监管总局与教育部联合发布全国首批“专业与标准化教育融合试点单位”名单,位于江苏苏州太仓市的苏州健雄职业技术学院入选。如今,苏州健雄职业技术学院立足太仓“德企之乡”的实际需求,建校20余年来为太仓560余家德企直接输送技能人才或提供相关培训。
2026-04-30 08:59
西出世界屋脊,东汇百川入海,长江绵延6300多公里,滋养了源远流长的中华文明,哺育着勤劳勇敢的中华儿女。“各民主党派中央、无党派人士积极开展长江生态环境保护民主监督,立足实际,各展优长,推动中共中央有关决策部署落实到位。
2026-04-30 08:56
“刚出厂的机器人如同懵懂孩童,需要在数据喂养与场景训练中不断成长。”  他告诉记者,目前训练场的训练内容覆盖现代农业、工业制造、医疗康养等6大领域,精准对接12大产业、27个应用场景。
2026-04-30 08:55
2025年度全国十大考古新发现29日在北京揭晓,吉林东部长白山旧石器时代遗址群、河南新郑裴李岗遗址、河北宣化郑家沟遗址、甘肃庆阳南佐遗址、山西昔阳钟村遗址、河南郑州商城遗址、陕西富平长春遗址、山东青岛琅琊台遗址、浙江绍兴越国都城和汉六朝会稽郡遗址、宁夏贺兰苏峪口瓷窑址上榜。
2026-04-30 08:54
2010年,舒易来获得赴美国哈佛大学麻省眼耳医院联合培养的机会,在该院陈正一教授课题组继续开展耳聋治疗研究。2014年,舒易来带着最前沿的基因编辑理念回到复旦大学附属眼耳鼻喉科医院,继续探索耳聋治疗的新方法。
2026-04-29 10:43
一张4厘米见方、6微米厚的薄膜贴附于大脑功能区表面的硬脑膜外,就能采集到大脑信号。“北脑一号”已在研究者发起的临床研究中完成7例患者植入手术,器械在人体内累计工作时长超4.5万小时,初步验证产品的安全有效性。
2026-04-29 10:38
加载更多