兼具高分辨和大视野优势
如今 ， 图像传感芯片已经广泛应用于体外诊断行业 ， 与光学透镜、机械扫描装置等结合 ， 提升了光学检测的数字化程度 。
“将成像芯片做到2500万像素的时候 ， 我们就开始考虑芯片在医疗领域的使用场景了 。 因为当像素足够小的时候 ， 就可以用在显微领域了 。 ”马浩文说 ， 目前团队正在研发的数字显微芯片也正从设想变成现实 。
在实验室中 ， 杨程拿出一块特殊的芯片 ， 芯片的表面粘有一个微流腔 ， 中间为一片透明的玻璃片 ， 两头各有一根细短的导流管 。
“微米尺度的细胞等可以通过导流管注入到微流腔 ， 平铺在成像芯片表面 ， 光源发出光后 ， 照在细胞上 ， 芯片的像素可以同时摄取整个芯片表面的光信号 ， 经光电转换 ， 快速呈现全视野高分辨率的细胞投影图像 ， 瞬时捕获细胞、微生物或微粒子的显微图像 。 ”杨程解释 ， 得益于VPS单个晶体管的特殊像素结构 ， 当像素尺寸越小时 ， 能分辨的细节便越小 ， 而当像素数目越多 ， 观测的视野就越大 。
“我们现在小批量生产的数字显微芯片 ， 突破了光学显微镜高分辨和大视野无法兼得的矛盾 ， 单次拍照即可瞬间获取全视野高分辨率数字图像 ， 与传统显微镜相比视野扩大500倍 ， 并且数字显微芯片核心部件只有一元硬币大小 ， 放入现有的医疗仪器中可以大大缩小设备的体积 ， 这给未来医疗器械进入社区、家庭提供很大的想象空间 。 ”马浩文说 ， 目前团队已完成包括血细胞、尿、粪有形成分、阴道微生态的形态学检测及宫颈癌脱落细胞筛查等方面的初步验证 。
细胞世界可以更清晰地展示于芯片之上 ， 这也让团队脑洞大开 ， 创新地提出在芯片上“养细胞” 。 “成像芯片封装后 ， 可以直接作为活细胞培养的载体 。 我们在无接触、不移动样品的前提下 ， 首次实现了同时对数万个细胞生长状态和变化的大视场、实时动态监测 。 例如 ， 芯片曾经记录下免疫细胞吞噬人结直肠癌细胞的全过程 。 ”杨程说 ， 目前现有的活细胞工作站无法对比远距离的多个细胞同一时刻的生长状态 ， 而他们研发的活细胞动态培养监测系统 ， 可以实时监测、记录活细胞的“一举一动” ， 目前 ， 团队已研制出工程样机 ， “这有望为肿瘤治疗、药物筛选等提供革命性手段” 。 （采访人员 金 凤）
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