歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室（EMBL）研究人員在布里淵顯微鏡技術(shù)成像領(lǐng)域取得了重大突破，使布里淵顯微鏡的速度和通量提高了1000倍，觀察光敏生物樣本更加高效，為探索生命科學(xué)提供了有力工具。相關(guān)論文20日發(fā)表于《自然·光子學(xué)》雜志。

“布里淵散射”是指當(dāng)光照射到物質(zhì)上時(shí)，會(huì)與物質(zhì)內(nèi)部自然發(fā)生的熱振動(dòng)相互作用，交換能量，從而略微改變光的頻率或顏色。測(cè)量散射光的光譜可揭示物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)。

直到21世紀(jì)初，“布里淵散射”原理才被運(yùn)用于生物學(xué)中的非侵入性實(shí)時(shí)成像技術(shù)。一直以來，科學(xué)家借助布里淵顯微鏡一次只能看到觀察對(duì)象的一個(gè)像素。2022年，EMBL普雷維德爾團(tuán)隊(duì)首次將視野擴(kuò)展到一條包含100像素的線。這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展顯著提高了成像速度和分辨率，并減少了光損傷。英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》將這項(xiàng)成果評(píng)選為當(dāng)年的十大科學(xué)新聞之一。

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新布里淵顯微鏡方法示意圖。圖中散射光顯示了一種獨(dú)特的干涉信號(hào)，可使用定制開發(fā)的光譜儀記錄，從而大大加快圖像采集速度。

研究人員此次改進(jìn)了布里淵顯微鏡技術(shù)，使其速度提高約1000倍，效率提高約1000倍。同時(shí)，新的顯微方法擴(kuò)大了可觀察的材料范圍，從只能看到觀察對(duì)象的一條線，到如今能看到約10000像素的完整平面。這讓科學(xué)家可足夠快地捕獲3D圖像，從而進(jìn)行活體生物觀察。

論文通訊作者、EMBL團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人羅伯特·普雷維德爾表示，機(jī)械成像或布里淵成像領(lǐng)域的這一進(jìn)步意義重大，為科學(xué)家探索生命打開了一扇新的“窗戶”。

這種方法將為癌癥、動(dòng)脈粥樣硬化、阿爾茨海默病等疾病的早期診斷提供強(qiáng)有力工具。它還將徹底改變科學(xué)家測(cè)量和追蹤細(xì)胞在正常發(fā)育過程中的機(jī)械變化方式，并極大地提高科學(xué)家對(duì)機(jī)械力在生物學(xué)中的重要性的理解。

相關(guān)鏈接：https://doi.org/10.1038/s41566-025-01619-y