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中大研發3D顯微鏡 可作研究青光眼

Zoe Lai
編輯: Zoe Lai
日期: 2018-06-14

雖然透過傳統顯微鏡,人們能觀察微細事物,但卻未能解析人體複雜的細胞網絡,當神經細胞群對外界刺激時,其反應也不能被一般顯微鏡詳細紀錄下來。中大工程學院機械與自動化工程學系陳世祈教授之團隊花近四年時間,終於開發出可高速拍攝活體神經細胞的顯微鏡,將來可用作研究青光眼發病機制。

陳教授的團隊研發出首台「數碼全息雙光子激發」(Digital Holography-based Two-Photon Excitation,簡稱DH-TPE)顯微鏡,即使比起最尖端的商用TPE顯微鏡,DH-TPE顯微鏡的成像功能更創新、更獨特。掃描器的核心元件包含了數百萬個微小反射鏡,此「數碼微鏡陣列」常用於一般投影機。



陳世祈教授(右三)的研發團隊。

詳細記錄細胞活動 研究神經代謝

這些微小反射鏡可將顯微鏡發出的雷射,同時聚焦在最多20個目標,並能以每秒逾2萬2千的超高幀率,拍下細胞實時螢光成像和同步多點光學刺激,詳細記錄細胞之間的活動情況。

此外,雷射可穿透活體組織近一毫米,例如掃瞄眼底等形狀不規則的細胞,追蹤和紀錄細胞遷移,例如血液細胞進出淋巴結和視網膜等,以至流動過程中細胞之間的互動情況。這技術可應用於研究青光眼,了解視網膜神經節細胞的代謝功能失常程度。

研究團隊成員張大鵬博士表示:「數碼全息雷射掃描器可應用於各類型的病症研究,例如因大腦皮質神經細胞活動過度或異常引發的癲癇症,以及人體重要的免疫器官淋巴結的相關症狀等,技術對發掘疾病成因有莫大的貢獻。」



數碼全息雙光子激發顯微鏡採用「數碼微鏡陣列」作為核心元件,能夠超高速拍攝細胞的三維全息螢光成像,紀錄神經細胞之間的互動。

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