活体光学层析荧光显微成像方法与应用

演讲者:   梁文轩，中国科学技术大学

时间:      2025年12月3日，16:00

主持人:   任无畏

地点:     信息学院1A104

摘要:

活体光学显微成像旨在在体、原位、无创地观察活体生物组织或模式动物体内的（亚）细胞结构并跟踪其功能动态。相比于离体组织切片或贴壁培养细胞等薄样本，活体光学三维显微成像有两大特点，同时也是技术挑战：一是需要具备光学层析（也称深度层析）能力，从而在无需物理切片的情况下实现活体“厚样本”的在体原位三维成像；二是需要足够的时空分辨率，以记录活体样本或模式动物的高通量三维结构与功能动态信息，并有效对抗活体组织运动的干扰。围绕神经科学中自由行为小型模式动物全脑乃至全身神经活动观测和临床诊疗中发展在体、原位、实时三维病理学成像技术两方面应用需求，报告人开展了系列研究工作：1）设计构建了国际首例面向临床原位在体实时三维病理学显微的小型化SCAPE显微镜，在主物镜孔径光阑直径减小2/3、整机占地面积缩小4/5的同时，仍取得了与台式SCAPE设备同等水平的荧光收集效率和亚细胞三维分辨率，实现了仅靠内源性自体荧光的在体大范围漫游全景三维体积成像，并展示了出色的抗活体组织运动干扰的能力。2）研制了面向模式动物全脑神经成像的高灵敏度介尺度视场SCAPE显微镜，使得荧光收集效率有数量级的提升，提出跨介质中间图像耦联和自共轭重扫描策略等，有效解决了介观视场SCAPE系统的荧光效率瓶颈，实现了细胞级别的空间分辨率、约4.0 × 4.0 × 0.4毫米长宽深的三维视场和约5-10体积/秒的三维体积率。

报告人简介:

梁文轩，中国科学技术大学物理学院/生物医学工程学院特任研究员、博士生导师。长期致力于面向活体组织的光学层析显微成像技术与仪器的前沿研究。迄今已发表SCI论文近30篇，其中以第一或通讯作者身份在《Light: Science & Applications》、《IEEE Transactions on Medical Imaging》、《ACS Photonics》、《IEEE Transactions on Biomedical Engineering》等主流期刊发表论文10篇，谷歌学术h指数为19，申请/授权10余项中外发明专利。入选北美Phi Beta Kappa荣誉学会（2018年）等。