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國產數字全息顯微鏡高光時刻——飛時曼DHM500

點擊次數:699次  發布時間:2022-10-09

近日,專業線上論文平臺《表型組學》(Phenomics)在線發表了復旦大學附屬婦產科醫院、復旦大學人類精子庫江峰主任團隊題為A Preliminary Study on the Evaluation of Human Sperm Head Morphology with a Domestic Digital Holographic Image System的研究論文。

論文研究過程中應用的正是蘇州飛時曼精密儀器有限公司生產的我國內頭款商品化的數字全息顯微鏡FM-DHM500,國內對數字全息顯微術的研究還處于起步階段,此款儀器補充了國內此領域儀器的空白。

數字全息顯微鏡.png


DHM數字全息顯微鏡是一種涉及信息光學技術、全息攝影技術、光電子技術和數字圖像處理技術的綜合性技術。目前,在歐州、美國、日本和新加坡的技術研究都有應用DHM的案例。

DHM數字全息顯微鏡具有非接觸、無損、無標記和高分辨率的優點,因為它可以獲得光場中物體的振幅和相位信息。因此,它適用于生物樣品,特別是活性組織和細胞的顯微鏡觀察和定量分析,并已成為數字全息術應用研究的熱點。例如HeLa細胞的實驗結果表明,DHM可以動態獲得高分辨率的細胞相差顯微圖像,可用于分析細胞的生長、變化和運動。通過進一步優化實驗設備和重建算法,DHM將被廣泛應用于活組織和細胞的動態觀察,從而促進對生物過程的理解和生命科學研究的發展。

江峰團隊在日常研究中發現,使用生物顯微鏡,只能觀察到精子頭部細胞的二維圖像,是平面圖片的采集與呈現。并不能觀察到頭部的高度,而恰恰是精子頭部高度的數據對區分正常精子與缺陷精子細胞有著至關重要的影響。

在此項研究中,采用國產飛時曼DHM500數字全息顯微鏡系統定量檢測精子頭部。結果顯示,畸形精子癥組的精子頭部高度明顯低于正常組。而這一發現對精子頭部大小的評估對臨床檢測是有益的。此項研究屬于探索性研究。此研究的結果揭示了精子頭部結構的三維外觀差異,說明在原始微觀結構觀察和檢測方法的基礎上仍有很大的改進空間。由于使用了飛時曼DHM500數字全息顯微鏡系統進行觀察研究,使得精子頭部的全息圖像可以獲得完整的三維信息。

江峰團隊的研究應用飛時曼國產數字全息顯微鏡技術,突破性地對畸形精子癥患者精子頭部形態進行三維定量分析,揭示畸形精子這一特殊人類表型與捐精者正常形態精子三維結構上的差異。評估精子頭部完整的結構和組成信息有應用于臨床實踐的潛在價值,尤其是精子頭部結構與精子受精能力、胚胎發育之間的關系值得進一步深入研究。此外使用數字全息顯微鏡技術,還發現了精子尾巴運動的光學錯覺。精子的尾巴似乎以對稱的方式移動,但事實上,尾巴只能側向移動,這似乎意味著精子只能繞一個圈向前游。這將*改變人們對精子活力及其對自然受精的影響的理解,為不健康畸形精子的鑒定和診斷工具的開發奠定了基礎。

數字全息成像作為一種新型的實時、非破壞性的全視場三維定量成像方法,特別適于無染色劑標記生物活細胞的定量成像和實時動態監測,是目前國內外光學與生物醫學交叉學科領域的研究熱點。目前數字全息顯微成像已經成功應用于活體細胞的形貌檢測、生物學參數、生理狀態分析、藥效反應、細胞動力學分析等領域,它所提供的定量生物信息可為生物醫學研究提供更加豐富的基礎數據,有利于發現新的生物現象,推動和輔助藥物篩選和臨床診斷的快速發展。在目前研究工作的基礎上,數字全息技術可進一步與內窺鏡技術和芯片技術結合,用于早期惡性腫瘤的診斷和其它病理學根源探究,使得臨床診斷成為可能。




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