OUR RESEARCH

生物医学光学:利用和发展先进的光学成像等技术研究前沿生物医学问题。

【1】利用和发展超分辨光学成像技术(随机光学重建显微术,STORM),研究前沿生物学问题.

         一百多年前德国物理学家Abbe指出由于光的波动性和衍射效应,使得远场成像系统横向分辨率存在约200 nm的极限,导致人们无法有效观测纳米尺度的生命现象。这一限制终于在21世纪初被打破,诞生了两大类超分辨荧光显微成像技术:1)基于激发光源改造(也称点扩散函数工程,Point-Spread-Function engineering,PSF engineering)技术的受激发射损耗显微术(STimulated Emission Depletion microscopy, STED)和结构光照明显微术(Structured Illumination Microscopy, SIM);2)基于单分子定位技术的光激活定位显微术(Photo-Activation Localization Microscopy, PALM)和随机光学重建显微术(STochastic Optical Reconstruction Microscopy, STORM)。这些超分辨成像技术使得远场成像横向分辨率轻松达到了百纳米以下,进而大大丰富了显微镜对细胞微纳结构与功能的研究。

   2014年瑞典皇家科学院宣布将诺贝尔化学奖授予了Eric Betzig、Stefan Hell以及William Moerner三位科学家,以表彰他们在“发展超高分辨荧光显微镜”上的贡献。

   目前我们已经搭建一套先进的STORM超分辨成像系统,横向分辨率达到25nm,纵向分辨率50nm。基于该系统主要对红细胞和小胶质细胞骨架展开相关研究。

                                                        自组搭建的STORM超分辨成像系统

                                                       细胞微管的超分辨图像与普通显微成像

                                                          细胞线粒体的超分辨图像与普通显微成像

【2】基于耗散结构理论,依靠先进的光刻技术、显微荧光成像技术和微操作技术,研究多细胞体系协同相互通讯过程

                                                                      光刻图案化流程

                                          基于光刻图案化技术的细胞胞间钙波传递方向的控制

                                           基于光刻图案化技术的细胞间钙波通讯的中继站效应

【3】基于微流体技术,发展微型芯片检测技术,如研究红细胞变形性,为精准医疗和家庭化血液检测提供新颖解决方案

                                                                        微流控芯片