“這個項目過程非常辛苦,經歷了5輪答辯,心里還是比較緊張的,能獲得國家科學技術發明二等獎對我們既是肯定也是鞭策,后面還有很多技術創新的路要走。”在北京召開的國家科學技術獎勵大會上,寧波永新光學股份有限公司總經理毛磊接過一個沉甸甸的獲獎證書。
由浙江大學牽頭,永新光學作為第二完成單位申報的《超分辨光學微納顯微成像技術》項目獲2019年度國家科學技術發明二等獎。這個項目突破了光學衍射極限,實現了亞百納米分辨率的信息獲取,為腦神經、生命科學、納米制藥等領域提供了有效的技術支撐,用這一技術制成的顯微鏡可以大大提升活體觀察的分辨率。
毛磊告訴記者,這個項目實現了兩個關鍵技術的突破。
一個是移頻技術。一般來說,頻率越高,分辨率就越高。但亞百納米的高頻信息無法通過傳統光學方法成像,項目采用全矢量光場調控移頻技術,將高頻信息轉換成低頻信息接收后再進行顯微圖像的顯示,這樣就可以看到亞細胞器的微觀結構。應用這個原理研制的設備,今后會應用在生命科學的研究方面,也就是研究結構分子學,能造福人類,探索人的奧秘。探究分子水平的奧秘,對于研究細胞、基因、腦部組織等活體的研究,意義很長遠。
另一個是可以做到普適性熒光標記觀察。現有技術手段的超分辨成像采用特殊熒光染料會使標本的制備復雜化,這項技術可以做到普通熒光染料標記甚至無熒光標記成像。熒光成像就像夜空中的星星,怎樣才能看得更清楚?前提是不能有任何干擾,不能有燈光干擾,不能有月亮,當整個天空中只剩下一顆星星的時候就能看得非常清楚。光學分辨率到了極限的時候,對背景噪聲的處理要求就變得特別高。項目組首次提出輻射微分技術,提升信噪比2倍以上,達到超高分辨率的觀察。
事實上,浙大和毛磊團隊的合作已經超過了20年。“1982年浙大畢業后,這38年來我一直從事顯微光學領域的技術研究、產品研究和市場應用,當了23年公司總工程師。”毛磊說,超分辨率顯微技術的研究這幾年在國際上非常熱,這方面的研究在2014年獲得了諾貝爾獎,但國外在這方面有技術和專利保護。值得驕傲的是,永新有自己獨特的專利,甚至在某些方面做得更好。比如采用普適性熒光標記方法,亞百納米的超分辨下能達到視頻級的成像速度。
下一步,浙大和寧波的合作將更加緊密。毛磊透露,借寧波引進大院大所大校的政策東風,浙江大學寧波研究院的光電分院將落戶永新光學,由永新光學提供場地、檢測設備、企業師資等,雙方共同培養光學方面的碩士博士生,浙大三個教授團隊將帶項目首批落地高新區。
毛磊在領獎現場