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科大新顯微鏡不「照死」細胞

2017-08-18
■杜勝望(右二)及其團隊研發出新一代的線性貝塞爾光片顯微鏡,大大提高拍攝細胞照片的速度,同時可減低對細胞的損害。右一為趙騰。 香港文匯報記者黎忞  攝■杜勝望(右二)及其團隊研發出新一代的線性貝塞爾光片顯微鏡,大大提高拍攝細胞照片的速度,同時可減低對細胞的損害。右一為趙騰。 香港文匯報記者黎忞 攝

利長期拍攝 助研疾病變化 實時了解對藥物反應

香港文匯報訊(記者 黎忞)清晰細緻的生物細胞圖像對科研及醫療發展非常重要,但現時的共聚焦顯微鏡技術,卻很容易破壞甚至殺死細胞。為此,科技大學物理學系團隊研發出新一代「線性貝塞爾光片」顯微鏡,不但掃描速度比共聚焦顯微鏡快1,000倍,最快可在1秒鐘拍攝500張三維照片,而對細胞所產生的光毒性亦非常輕微,只為現有的千分之一,能長時間拍攝細胞活動,有助科研人員探究疾病的成因及變化,更能實時了解細胞對藥物的反應。上述顯微鏡正邁向產品化,研究團隊已成立初創公司,將會與商業機構及大學等洽談合作。

現有的共聚焦顯微鏡可有效拍攝立體生物細胞圖像,但拍攝時要在細胞樣本上照射激光,有關強度比盛夏的陽光還要強100萬倍,強烈曝光量會破壞細胞活力,即便強如癌細胞,平均被拍攝10次至15次影像亦會被殺死,令細胞生物學研究因而受到限制。

增細胞掃描時間

科大物理系教授杜勝望及其團隊,以約兩年時間成功研發出新一代「線性貝塞爾光片(Line Bessel Sheet,LBS)」顯微鏡,利用只有300納米薄的線性貝塞爾光片,將細胞逐面掃描,從而減少激光量,對細胞所產生的光毒性只有共聚焦顯微鏡的千分之一,讓細胞可被掃描的時間及次數大大增加。

團隊成員、科大物理系博士生趙騰表示,「以往的顯微鏡是將激光聚焦在一個小點,像用針不斷在水果的表面上戳,令細胞被損害上千萬次;但LBS顯微鏡就像細胞『切割』成片,逐面而非逐點拍攝,大大減低細胞粒子的曝光次數,可保護細胞,亦能更快速地拍攝更多照片。」新技術的掃描速度比現時的共聚焦顯微鏡快1,000倍,最快可每秒拍攝500張三維照片,拍攝的畫面更清晰和連續。

他補充指,使用LBS顯微鏡,亦可增加掃描細胞掃描次數和時間,「有些細胞在強光照射下只能存活數分鐘,但現時可維持數天」,而LBS拍攝速度快,可準確長時間拍攝細胞變異,故科研人員可加入藥物進行測試,實時了解細胞對藥物的反應。

杜勝望表示,LBS顯微鏡涉及高精密科學工程技術,但團隊將之簡化,研究人員不用經過特別培訓,便可操作使用,他們期望可藉此提高生命科學等科研人員對細胞的理解,協助他們了解某些疾病的成因及變化。

研究團隊已就現時LBS顯微鏡技術成立初創公司,並已申請全球專利,初步獲大學科研中心及藥廠表示對產品有興趣。該公司亦於本年度「科大百萬元創業大賽」中,獲得創新獎及廣發證券獎。

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