我国研制超级显微镜 首次全景“看到”大规模细胞交互行为

   2024年9月13日，清华大学戴琼海团队在《细胞》发表最新科研成果，宣布新一代介观活体显微仪器RUSH3D问世。它具有跨空间和时间的多尺度成像能力，填补了当前国际范围内对哺乳动物介观尺度活体三维观测的空白，为揭示神经、肿瘤、免疫新现象和新机理提供了新的“撒手锏”，使我国生命科学家、医学家能够率先使用我国自主高端仪器设备解决重大基础研究问题。

   仪器是科学研究的“先行官”。显微仪器的发明拓展了人类对生命活动的认知边界。但观测仪器的研制长期受困于视场与分辨率间的固有矛盾，能“分得清”单个神经元的传统显微镜往往“看不全”，仅能实现单个平面神经信号的动态记录，而可以在三维全脑范围进行观测的功能核磁，空间分辨率却远远不足以识别单细胞，介观尺度上的技术空白限制着前沿突破。

   戴琼海团队自2013年起率先开展介观活体显微成像领域研究。2018年，团队成功研制国际首台亿像素介观荧光显微仪器RUSH，其同时兼具厘米级视场与亚细胞分辨率，克服了传统显微镜“看不全”的缺点，让显微镜看得宽、分得清；RUSH3D在此基础上不仅实现了看得更宽、分得更清，还拍得更快、看得更久。有了这些升级，显微镜就如同打开了“宇宙视角”。

   目前，团队利用RUSH3D在脑科学、免疫学、医药学等多学科领域产出了令人瞩目的成果：首次在活体小鼠上以单细胞分辨率，实现了覆盖大脑皮层2/3层的高速长时程三维观测；捕捉了多感官刺激下皮层各脑区的各异性响应模式，能够连续多天以单神经元精度追踪大规模神经响应；首次观测到急性脑损伤后多脑区的细胞级免疫反应，发现大量中性粒细胞从非血管区域往脑内的迁移与回流过程……

   戴琼海介绍，目前已在清华大学的支持下成立了国产自主先进显微仪器公司，致力于研发和生产国产自主可控、具备国际领先性能的高端光学显微镜，探索其在生命科学、药学等领域的前沿应用。■