科技日报讯 （记者王春）记者7月18日从中国科学院上海光学精密机械研究所获悉，该所研究员杨帆牵头成功研制了国际首台高时空分辨布里渊显微镜。它在保持优异成像质量和高频谱特异性的前提下，将成像速度提升两个数量级，首次在国际上实现了亚毫秒时间分辨与亚微米空间分辨的三维力学成像，为生命科学中的力学研究提供了重要工具。相关论文发表于国际期刊《自然·光子学》。
布里渊显微成像是一种全光学、非接触、三维力学成像新技术，具有高空间分辨率，在力学生物学、肿瘤学与眼科学等领域展现出潜力。然而，受限于成像速度，布里渊显微成像技术无法完成较为快速的测量。
为了突破这一瓶颈，我国科研人员开发出一套波长为780纳米、峰值功率为267瓦的低占空比脉冲光纤激光系统，并结合高抑噪自平衡探测方案实现了超过31分贝的噪声抑制。测试结果显示，这台高时空分辨布里渊显微镜可在30毫瓦平均功率下，达到每像素仅200微秒的成像速度，领先于现有技术水平。
科研人员分别在单细胞、类器官、斑马鱼胚胎及卵泡等多个生物样本上验证了这套脉冲激光增强的布里渊显微系统的性能优势。值得一提的是，利用该显微系统，研究团队在斑马鱼胚胎中观测到双布里渊峰，揭示了异质性细胞外基质与腔体中的力学差异；在秀丽隐杆线虫胚胎发育过程中，实时捕捉到早期细胞分裂中的力学动态变化，展现了出色的时空分辨能力与生物应用潜力。
这项研究突破了传统布里渊显微镜成像速度与灵敏度的技术瓶颈，在多个生物模型中展现出显著性能优势。该显微系统有望成为揭示生命力学机制、探索疾病发生、研究组织和器官发育的全新工具，推动布里渊显微技术向更广泛的基础研究与临床应用场景拓展。