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

  • 青春聚雄安 奋进迎新春

  • 行医路上把温暖刻进山乡

独家策划

推荐阅读
近日,国家管网集团西部管道公司成功完成所辖新疆段天然气、原油、成品油管道输送全生命周期碳足迹核算,获得中国质量认证中心颁发的“产品碳足迹证书”。
2026-02-06 09:18
近日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜分子设计育种创新团队研发出新型植物基因研究工具——对目标DNA序列的邻近空间蛋白标记系统。
2026-02-06 09:38
因为像了解自己的孩子一样了解黑土地,韩晓增有个外号——“黑土地的营养搭配师”。他带领团队精心配制出一套营养搭配的“秘方”。
2026-02-06 09:33
蚊种与病毒之间存在高度匹配关系。1901年,公共卫生与热带医学领域先驱沃尔特·里德证明,蚊子是传播黄热病的元凶。科学界传统观点认为,病毒以颗粒形式在蚊子体内传播,却始终不知道真正的“病毒受体”是什么。
2026-02-06 09:31
科技创新和产业创新的深度融合,不仅是构建现代化产业体系的战略举措,更是贯彻新发展理念、推动高质量发展、加快构建新发展格局的重要抓手。
2026-02-06 09:13
2025年我国人均粮食占有量达到508.9公斤,远超国际公认的400公斤的安全线,粮食等重要农产品供给丰富、市场平稳、储备充足。
2026-02-05 10:15
一代代南来北往的科研“候鸟”安心在三亚当起了“留鸟”,南繁热土上,他们用坚守加速农业科研进程,守护着国家粮食安全的希望。
2026-02-05 10:06
工业和信息化部等八部门近日联合印发《汽车数据出境安全指引(2026版)》,推动建立高效便利安全的汽车数据跨境流动机制,提升汽车数据出境便利化水平。
2026-02-05 10:03
月球表面的年龄是揭示其演化奥秘的基础。对于月球上未采样的区域,科学家主要依靠统计撞击坑的密度来估算年龄:区域越古老,撞击坑通常越密集。
2026-02-06 09:14
近日,内蒙古大学化学化工学院刘健教授、王艳琴副教授团队在节能制绿氢联产高附加值化学品领域取得重大突破,在《自然》子刊发表研究成果。
2026-02-05 10:01
近日,四川达州宣汉县深层海相钾盐资源分采分运攻关实验配套装置顺利完成试车,成功提取出高纯度氯化钾产品。
2026-02-05 10:01
我国互联网事业的蓬勃发展,既为“十四五”收官交出了亮眼答卷,也为“十五五”布局奠定了坚实基础。
2026-02-05 10:12
L5点位于地球的“后方”,位于该点的人造探测器无需消耗太多燃料就可以稳定长期驻留,因此“羲和二号”的设计寿命将长达7年。
2026-02-04 09:13
《月令七十二候集解》记载:“立,建始也”,“立”即“开始”之意。那么,立春的“立”,意味着怎样的开始?
2026-02-04 09:34
寒冬腊月,新春的氛围已在市井烟火中渐渐浓厚。进入寒假的第7天,在位于青岛的山东科技大学土木工程与建筑学院办公室里,教授李为腾和研究生杨光辉正在讨论工作。
2026-02-04 09:27
进藏工作10余年,那曲市农牧业(草业)科技研究推广中心畜牧师何世丞感慨颇深:“保护这片广袤而脆弱的草原,挑战不小,但我们一直在行动。”
2026-02-04 09:32
桥式起重机的轰响打破宁静,长十余米、重数十吨的火箭芯一级被缓缓吊离托座。操作手董磊手持控制设备,眼睛紧盯箭体,每一个动作都专注、沉稳。
2026-02-04 09:20
在人工智能(AI)和大数据时代背景下,高性能计算的战略地位已可与高能望远镜、同步辐射光源和粒子加速器等重大科研基础设施相提并论
2026-02-03 14:09
2月1日,农业农村部发布的《农产品质量安全承诺达标合格证管理办法》(以下简称《办法》)正式施行,我国农产品全面启用新版“身份证”——农产品质量安全承诺达标合格证。
2026-02-03 09:48
近日,记者从中国科学院空天信息创新研究院(以下简称空天院)获悉,该院成功开展超百G星地激光通信业务化应用实验,通信速率达到120吉比特每秒(Gbps)。”
2026-02-03 09:40
加载更多