科技日報記者 王春
近日，中國科學院上海光學精密機械研究所楊帆研究員牽頭成功研制了國際首臺高時空分辨受激布里淵顯微鏡，該系統在保持優異成像質量和高頻譜特異性的前提下，將成像速度提升兩個數量級，首次在國際上實現了亞毫秒時間分辨與亞微米空間分辨的三維力學成像，為生命科學中的力學研究提供了重要工具。相關成果發表在國際學術期刊《自然·光子學》。
布里淵顯微成像是一種新的全光學、非接觸、三維力學成像技術，具有高空間分辨率，在力學生物學、眼科與腫瘤診斷等領域展現出潛力。然而，受限于成像速度，布里淵顯微成像技術尚無法完成較為快速的測量。
為了突破上述瓶頸，我國研究人員開發出一套波長為780納米、峰值功率為267瓦的高峰值功率、低占空比脈沖光纖激光系統，并結合高抑噪自平衡探測方案實現了超過31dB的噪聲抑制。該系統在30毫瓦平均功率下，實現了每像素僅200微秒的成像速度，領先于現有技術水平。
在此基礎上，科研人員又在單細胞、類器官、斑馬魚胚胎及卵泡等多個生物樣本上驗證了這一系統的性能優勢。值得一提的是，利用這套顯微鏡系統，研究團隊在斑馬魚胚胎中觀測到雙布里淵峰，揭示了異質性細胞外基質與腔體中的力學差異；在秀麗隱桿線蟲胚胎發育過程中，實時捕捉到早期細胞分裂中的力學動態變化，展現了出色的時空分辨能力與生物應用潛力。
這項研究突破了傳統SBS顯微鏡成像速度與靈敏度的技術瓶頸，在多個生物模型中展現出顯著性能優勢。該系統有望成為揭示生命力學機制、探索疾病發生與發育動態的全新工具，推動布里淵顯微技術向更廣泛的基礎研究與臨床應用場景拓展。
