將目光縮小將視野變大 “納米技術(shù)”給細(xì)胞拍張高清照
導(dǎo)讀:當(dāng)我們仰望天空,我們會感嘆宇宙之浩瀚,因此幾代人窮盡一生去探索未知的宇宙世界;但當(dāng)我們環(huán)視周圍,將目光縮小,在那個我們尚且未曾觀測到的領(lǐng)域,同樣有無窮無盡的微觀世界等待著我們?nèi)ヌ剿鳌?br />
眾所周知,宇宙之所以神秘,是因為我們的視野有限,即便有各種技術(shù)的加持,我們依舊無法了解宇宙的全貌,而微觀世界的神秘同樣如此。在顯微鏡誕生之前,人類對于小的認(rèn)知仍停留在肉眼的程度,即便利用放大鏡,觀察的事物的細(xì)節(jié)也有限,甚至當(dāng)時對于細(xì)胞的概念都沒有誕生。
而隨著顯微鏡的出現(xiàn),人們從目鏡中看到了完全不一樣的世界,這份新奇感與求知欲,也幫助我踏入了微觀世界。而在顯微鏡誕生至今的三百多年中,顯微鏡不斷在發(fā)展,我們對微觀世界的了解也不斷深入,但是留下的難題以及還未被探索到的未知領(lǐng)域,依舊存在。
要讓目光變得長遠(yuǎn)廣闊不容易,讓它變得精細(xì)微小同樣也很難;要講一樣?xùn)|西做大需要技術(shù)加持,將它做小同樣需要技術(shù)支持。隨著人們觀察到了細(xì)胞,了解到了細(xì)胞是生物體基本的結(jié)構(gòu)和功能單位后,對于細(xì)胞的研究不但沒有停止,更不斷地開始深入。人們也不僅僅滿足于看見它,更希望研究它的結(jié)構(gòu)、組成,并以某種方式將它記錄下來。而事實上,細(xì)胞也有大小,對于那些微小的細(xì)胞來說,看清已經(jīng)不容易,想要清晰地記錄下來就更難了。更何況以顯微鏡的工作原理來說,放大觀測目標(biāo)的同時,意味著觀測視野的縮小,因此想要同時滿足大規(guī)模的細(xì)致細(xì)胞觀測記錄,對于顯微鏡來說是無比艱巨的挑戰(zhàn)。
那么這項技術(shù)解決了嗎?在顯微成像技術(shù)、納米技術(shù)的共同作用下,實現(xiàn)了。
科研人員通過將傳感器芯片作為幕布,通過用光將細(xì)胞投影到芯片上,成功實現(xiàn)了以數(shù)碼成像觀察記錄細(xì)胞,并保證了視野不受限、所見即所得。而更重要的是,理論上只要芯片上的像素尺寸足夠小,像素規(guī)模足夠大,那么能夠觀察到的細(xì)胞就足夠清晰。而為了確保這一點,目前實際上單芯片像素規(guī)模、空間分辨率都屬于尖端的可見光成像芯片,其像素尺寸僅500納米、像素規(guī)模則達(dá)到4億,并且通過垂直電荷轉(zhuǎn)移成像器件,能夠幫助顯微成像系統(tǒng)實現(xiàn)兼具清晰度、高分辨和大視野優(yōu)勢的細(xì)胞觀測工作。
當(dāng)然這項技術(shù)也不僅僅只有實驗室一個運(yùn)用場景。事實上,如今圖像傳感芯片已經(jīng)廣泛應(yīng)用于體外診斷行業(yè),如果相關(guān)產(chǎn)品能夠在分辨率、視野上獲得突破,那么在腫瘤治療、藥物篩選等運(yùn)用場景,將可以帶去重要的改變。而據(jù)了解,目前運(yùn)用新的芯片的工程樣機(jī)已經(jīng)被研制出來,有望能夠?qū)崟r監(jiān)測、記錄活細(xì)胞的“一舉一動”。
因此或許在不久的將來,我們現(xiàn)在所收獲的極限,將成為一項重要但常用的技術(shù),而新技術(shù)則會向著下一個極限出發(fā),不斷突破,爭取給細(xì)胞拍張更高清的照片。