欧洲研究人员将布里渊显微镜成像速度提升千倍

欧洲分子生物学实验室（EMBL）研究人员在布里渊显微镜技术成像领域取得了重大突破，使布里渊显微镜的速度和通量提高了1000倍，观察光敏生物样本更加高效，为探索生命科学提供了有力工具。相关论文20日发表于《自然·光子学》杂志。

新布里渊显微镜方法示意图。图中散射光显示了一种独特的干涉信号，可使用定制开发的光谱仪记录，从而大大加快图像采集速度。图片来源：欧洲分子生物学实验室

“布里渊散射”是指当光照射到物质上时，会与物质内部自然发生的热振动相互作用，交换能量，从而略微改变光的频率或颜色。测量散射光的光谱可揭示物质内部结构和物理性质。

直到21世纪初，“布里渊散射”原理才被运用于生物学中的非侵入性实时成像技术。一直以来，科学家借助布里渊显微镜一次只能看到观察对象的一个像素。2022年，EMBL普雷维德尔团队首次将视野扩展到一条包含100像素的线。这项技术的发展显著提高了成像速度和分辨率，并减少了光损伤。英国《卫报》将这项成果评选为当年的十大科学新闻之一。

研究人员此次改进了布里渊显微镜技术，使其速度提高约1000倍，效率提高约1000倍。同时，新的显微方法扩大了可观察的材料范围，从只能看到观察对象的一条线，到如今能看到约10000像素的完整平面。这让科学家可足够快地捕获3D图像，从而进行活体生物观察。

论文通讯作者、EMBL团队负责人罗伯特·普雷维德尔表示，机械成像或布里渊成像领域的这一进步意义重大，为科学家探索生命打开了一扇新的“窗户”。

这种方法将为癌症、动脉粥样硬化、阿尔茨海默病等疾病的早期诊断提供强有力工具。它还将彻底改变科学家测量和追踪细胞在正常发育过程中的机械变化方式，并极大地提高科学家对机械力在生物学中的重要性的理解。