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化工仪器网 人物访谈】2024年7月9日-11日，第十四届中国生命科学公共平台管理与技术发展研讨会以“加强生命科学仪器自主创新，推进高水平实验技术队伍建设，提升公共平台智能化管理水平，赋能新质生产力发展”为主题，邀请了高校、科研院所的设备处领导、公共技术服务平台负责人、技术骨干、专家学者以及国产仪器代表和仪器行业专家等七百余人参加了本次盛会。
在此次第十四届中国生命科学公共平台管理与技术发展研讨会现场，化工仪器网有幸在现场采访到了浙江大学医学院公共技术平台执行副主任方三华老师。接下来，让我们一起走进方老师的精彩分享。
化工仪器网：那回到我们最开始一个问题，在本次生命科学研讨会现场，您也做了一个关于光学显微镜发展以及成像平台的管理与实践课题，在您看来，我们显微镜这块目前还有着怎样的突破及技术成果转换呢？
方三华老师：我其实也是显微成像平台的负责人，这几年主要负责了光学显微成像平台的建设，其中包括我们仪器的采购和人员配置。
光学显微成像是生命科学领域中非常重要的工具之一，光学显微成像和电子显微成像各有千秋。光学显微成像对生命样本，特别是活细胞的干扰最小，这使得它非常适合用于观察活细胞中的动态过程。此外，随着技术的发展，如转基因技术和荧光蛋白、小分子染料的出现，光学显微成像还具备了特异性标记蛋白质或核酸的能力，这为我们的研究提供了更多的可能性。
相比之下，电子显微镜的最大优势在于其极高的分辨率，能够揭示样本的超微结构，甚至达到纳米级。然而，电子显微镜对样本的要求非常严格，通常需要固定的样本，因此无法用于观察活细胞中超微结构的动态变化。
那么前面讲了光学显微镜的很多优势，但它其实也有几方面的缺点。第一个方面，由于光的衍射极限的问题，一般的光学显微镜，包括激光共聚焦显微镜，他们的分辨率都是有限的，也就是说，它在xy轴上的分辨率最大就是2-250纳米，在z轴上的分辨率最大也只有500-700纳米，但我们的生物细胞中很多结构小于200纳米。
例如一些细胞器的细胞线粒体的内膜、外膜等内质网超微结构，都是小于200纳米的，按照以往来说，我们只能根据电子显微镜来获得细胞器的超微结构，但电子显微镜无法实现活细胞中超微结构的动态变化。
为了突破这一限制，科学家们发明了超高分辨显微镜技术，并在2014年获得了诺贝尔化学奖。目前，超高分辨显微镜主要有三种类型：受激发射损耗超高分辨显微镜(STED)、随机光选照射超高分辨显微镜(STORM)和结构光照明超高分辨显微镜(SIM)。
这三种显微镜各有优势，比如STORM的分辨率极高，但时间分辨率较低，不适合用于活细胞成像；SIM则能兼容多种荧光蛋白和有机染料，光毒性较小，适合活细胞成像，但其分辨率略低于颜色极限的一半。而STED则介于两者之间，分辨率较高且可用于活细胞成像，但光毒性较大。
虽然目前已经存在这三种超高分辨显微镜，但仍然不够解决一些目前存在的科学问题。我认为光学显微成像技术需要在以下几个方面实现突破：第一，分辨率要进一步提升，最好能达到30纳米以下，这样才能更清晰地观察细胞的超微结构。第二，这项技术必须能够应用于活细胞，以捕捉生命过程的动态变化。同时，成像速度也要大幅提升，因为生命现象往往是快速且复杂的。
第三，我们还要考虑如何将这项技术扩展到组织、器官乃至整体生物体的成像上，以满足更广泛的科研需求。为了满足不同尺度的成像需求，我们平台还购置了双光子显微镜和大体光片显微镜，用于组织和器官的成像。
第四，在高通量成像方面，我们配备了高内涵成像系统和虚拟切片扫描系统，以满足药物筛选等大规模实验的需求。第五个方面，脑科学是当前科学研究的热点之一，它要求我们在活动状态下观察大脑内部的变化，为此，我们平台购置了自由活动状态下的脑成像系统，以及北大程和平院士团队研发的可穿戴式双光子显微镜。这些技术使我们能够在小鼠等动物模型上，实时观察大脑神经元的活动情况，为揭示大脑工作机制提供有力支持。
化工仪器网：对于本次研讨会以及未来的论坛，您有哪些期待和建议呢？
方三华老师：我们生命科学公共平台管理与技术发展研讨会从无到有，从弱到强，每一步都走得非常不容易。特别是去年在北京举办后，研讨会的规模迅速扩大，今年在杭州更是吸引了近600位老师参与，这充分说明了大家对公共平台共享管理模式的认可和支持。这既是我们平台多年努力的成果，也是大家共同努力的结果。
对于明年的论坛，我有几个方面的期待和建议。目前我们的分论坛设置主要是按照技术类别来划分的，比如说光学显微成像技术、冷冻电镜技术、核磁技术等。我希望我们能够设立一个交叉技术的分论坛，专门分享各种技术之间的交叉应用和创新。这不仅可以促进生命科学内部的技术融合，还可以引入工科、光电等其他领域的技术，共同解决尖端科学问题。
其次，我希望我们能够吸引更多的科研人员参与进来。目前我们的会议主要参与者是平台老师和实验中心老师，但实际上，很多科研人员在设计和开展课题时也非常需要技术支持。因此，我建议我们可以采取一些措施，比如设置专门的交流环节或工作坊，让科研人员和技术人员有更多面对面交流的机会，这样既能提升科研效率，也能促进技术的落地应用，从而达到互融互通，合作共赢。
化工仪器网：非常感谢方老师的精彩分享和宝贵建议。
作者：羊舌木
