來源：浙江大學(xué)寧波校區(qū)

研究病毒（如新冠與艾滋病病毒）入侵宿主細胞的動態(tài)過程、細胞內(nèi)亞細胞器結(jié)構(gòu)的動態(tài)互作及細胞核內(nèi)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控等對了解病毒感染和疾病發(fā)病機制、阻斷性藥物研發(fā)以及疫苗研究等均有重要意義。但病毒直徑僅百納米，其入侵宿主的過程及成熟病毒的組裝與分泌過程發(fā)生迅速(幾百毫秒)，因而對顯微成像儀器的視場、分辨率、光毒性等綜合性能提出了很高的要求。但目前主流的超分辨顯微鏡技術(shù)如受激發(fā)射損耗（STED）、單分子定位（SMLM）和結(jié)構(gòu)光照明（SIM）在分辨率、光毒性、視場等綜合性能上依然存在各自的缺陷，難以滿足生命科學(xué)領(lǐng)域的需求。

2021年12月，浙江大學(xué)寧波科創(chuàng)中心（寧波校區(qū)）超分辨顯微成像團隊聯(lián)合寧波永新光學(xué)股份有限公司申報的國家重點研發(fā)計劃——超高分辨活細胞成像顯微鏡研究及應(yīng)用，正式簽訂項目任務(wù)書，該項目對標國際同行Z高水平（蔡司、尼康），旨在研發(fā)出國產(chǎn)化的，大視場、長時程、實時、超高分辨的多維動態(tài)納米成像系統(tǒng)，為研究病毒（如新冠與艾滋病病毒）入侵宿主細胞的動態(tài)過程，了解病毒感染和疾病發(fā)病機制、研發(fā)阻斷性藥物以及疫苗研究等的提供有力工具，并進行產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，以及開展生物醫(yī)學(xué)制藥等領(lǐng)域的應(yīng)用示范等。項目總研發(fā)經(jīng)費投入4600萬元，實施周期4年。

團隊承擔(dān)的“實時寬場移頻超分辨顯微鏡技術(shù)研究”課題，屬于整個項目的Z核心任務(wù)，即SR-SIM超分辨成像照明模塊。團隊提出一種基于高速振鏡結(jié)合電光移相的高速寬場移頻顯微成像技術(shù)，重點建立基于振鏡結(jié)構(gòu)的多光束精準調(diào)控策略，建立基于頻譜平滑優(yōu)化理論的去偽影算法，編制出基于GPU并行技術(shù)的實時超分辨圖像重構(gòu)軟件，Z終研制出超高速、高保真度實時寬場移頻（SIM）超分辨顯微系統(tǒng)，旨在實現(xiàn)一種分辨率 85nm、成像速度≥15 幀/秒（1024×1024 像素），低光毒性的寬場移頻超分辨顯微新技術(shù)，整體指標將趕超國際同行，實現(xiàn)與國際“并跑”能力。低光毒性的寬場移頻超分辨顯微鏡新技術(shù)，為基因演化、傳染病診療等科學(xué)前沿問題研究提供新方法、新手段。

項目的實施，將進一步深化團隊與寧波本地顯微鏡制造龍頭企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研合作，將幫助企業(yè)具備超高分辨顯微鏡的生產(chǎn)制備能力，同時形成系列復(fù)消色差物鏡、多通道熒光濾光片等核心部件的批量生產(chǎn)能力，形成我國超分辨顯微鏡的核心部件與整機生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化示范基地。助力寧波市“246”萬千億級產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，有望助力國內(nèi)顯微鏡生產(chǎn)制造企業(yè)向G端制造領(lǐng)域躍進。項目的成功研發(fā)，將實現(xiàn)超分辨顯微鏡的進口替代能力，打破G端科研儀器“受制于人”的局面。

浙江大學(xué)寧波科創(chuàng)中心（寧波校區(qū)）、浙江大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院和寧波永新光學(xué)股份有限公司三家單位，依托共建的浙江大學(xué)寧波研究院光電分院開展深度產(chǎn)學(xué)研合作模式，致力提升科技軟實力，促進軟硬實力有機結(jié)合，服務(wù)寧波市“246”產(chǎn)業(yè)中千億光電大產(chǎn)業(yè)發(fā)展，曾共同為“嫦娥二、三、四號”人造衛(wèi)星制造多款光學(xué)鏡頭，承擔(dān)十三五國家重點研發(fā)計劃“重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)”重點專項，并于2019年獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎。

目前，分院下設(shè)的寧波先進光電技術(shù)創(chuàng)新公共服務(wù)示范平臺與寧波永新光學(xué)股份有限公司合作成果顯著，已開展圍繞超分寬場移頻顯微系統(tǒng)、5G移動版數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)、液體自動變焦鏡頭等多項技術(shù)攻關(guān)項目。其中“寬場移頻超分辨顯微鏡（SIM）系統(tǒng)研發(fā)”獲寧波市“科技創(chuàng)新2025”重大專項支持項目；“5G移動版數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)”“液體變焦鏡頭”項目已成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，新增企業(yè)銷售近1000萬元，并為永新光學(xué)提供后續(xù)產(chǎn)品優(yōu)化及技術(shù)支持服務(wù)。