本报讯 （记者 霍强）7月10日，记者从中国科学院西安光机所获悉：该所超快光科学与技术全国重点实验室研究员姚保利、徐孝浩团队在生物光学显微成像及微操纵方面取得重要进展，提出了“光镊切片显微术”，实现了悬浮生物细胞的全光式三维成像，为光镊技术开拓了新应用方向，在类器官构建、三维中性原子阵列组装、细胞自动化识别及分选方面具有巨大应用潜力。上述成果在国际顶级学术期刊《科学进展》发表。

光学切片是解析细胞三维结构和厚组织深层形态的重要工具，其实现方法包括共聚焦、双光子、结构光照明显微等技术。然而，上述技术依赖于对样品的机械式固定或黏附，难以用于悬浮运动目标，限制了其在细胞原位观测中的应用。此外，人工固定方法存在干扰细胞正常生理机能的风险。

“悬浮细胞没有附着点，由于成像过程要求固定并扫描被观测目标，对这类细胞进行3D成像面临巨大挑战。就像在医院做CT时，受检者需保持不动，否则图像将出现伪影；此外还需可以移动的检查床，运输人体穿过检测器，进行截面逐层扫描。”徐孝浩说。

为解决悬浮细胞三维成像难题，科研团队将两大特色研究方向全息光镊与结构光照明显微进行了结合，研制出光镊切片显微术，为光学切片三维成像提供了解决方案。

徐孝浩介绍，光镊技术就是利用光波实现对微观粒子的捕获和操控，就像是用镊子夹住一个物体一样，而这个“镊子”是一束光。光镊切片显微术的基本思想就是利用全息光镊对悬浮细胞进行固定和轴向扫描，在每个轴向切片位置，采集三幅等相移的结构光照明图像，最后通过算法重建细胞的三维图像。其“固定—扫描”的成像过程和CT、磁共振类似。

“此次突破率先实现了光学微操纵技术与结构光照明显微的交叉融合，为生物成像与操控从2D向3D范式转换提供了一条重要途径，还将促进光镊与其他显微技术的跨领域融合研究，以满足医学成像等应用需求。”姚保利说。