央廣網(wǎng)上海1月7日消息（記者唐奇云）近期，電視劇《我是刑警》吸引諸多觀眾的熱議，其中DNA檢驗(yàn)破案的環(huán)節(jié)更是牽動(dòng)人心。警察辛苦勘察摸排得到的“一丁點(diǎn)”生物樣本，如何能在檢驗(yàn)人員手里更快速高效地查出真相，更精準(zhǔn)地讓證據(jù)“說話”？

對此，上海理工大學(xué)光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院莊松林院士、常務(wù)副院長張大偉教授帶領(lǐng)的超精密光學(xué)制造團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)附屬仁濟(jì)醫(yī)院浦南分院、美國杜克大學(xué)合作，創(chuàng)新提出了“AI熒光成像——無濾波熒光顯微成像技術(shù)”，可廣泛應(yīng)用于生物診斷、臨床醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、刑偵勘探等領(lǐng)域。相關(guān)論文“支持深度學(xué)習(xí)的無濾光片熒光顯微鏡（Deep learning-enabled filter-free fluorescence microscope）”發(fā)表在《科學(xué)》（Science）子刊《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上。

據(jù)介紹，團(tuán)隊(duì)從AI技術(shù)出發(fā)，開發(fā)了“數(shù)字虛擬濾波器（digital optical filter）”，提出了無濾波熒光顯微成像技術(shù)。使用該技術(shù)的熒光顯微成像系統(tǒng)，可完全摒棄昂貴的熒光濾波元件，通過暗場照明方式，減弱背景噪聲。成像系統(tǒng)獲取圖像后，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)選擇熒光通道，準(zhǔn)確預(yù)測熒光信號。結(jié)果表明，無濾波熒光顯微成像系統(tǒng)具有良好的魯棒性，對不同顯微放大倍率、熒光染料濃度、樣品種類，均能高效、精準(zhǔn)地還原出熒光信號，實(shí)現(xiàn)高靈敏、高特異性熒光成像。

論文第一作者、上海理工大學(xué)教授戴博打了個(gè)比方：“顯微鏡里的細(xì)胞就好比天際各種顏色的星光，以前我們要用不同的鏡片來識(shí)別不同的顏色，這就需要不停地?fù)Q鏡片，耗時(shí)耗力。AI技術(shù)顛覆了這一概念，無論有多少顏色光點(diǎn)，我們用一個(gè)普通的望遠(yuǎn)鏡就可以全部清晰、快速地識(shí)別出來�！�

研究中，科研團(tuán)隊(duì)針對多色熒光量子點(diǎn)納米顆粒、多種熒光染料共染的細(xì)胞、組織切片、動(dòng)態(tài)細(xì)胞進(jìn)行了熒光成像實(shí)驗(yàn)。此外，還利用研制的無濾波熒光顯微成像系統(tǒng)進(jìn)行了成纖維細(xì)胞活化蛋白表達(dá)分析、人食管組織/人肝組織切片檢測等一系列生物研究、臨床檢測的實(shí)驗(yàn)。以往對一份腫瘤切片進(jìn)行病理檢測需要至少20分鐘，而采用這一新技術(shù)則僅需4分鐘，效率提高了5倍之多，將為醫(yī)生精準(zhǔn)診斷提供更多幫助。

“目前提出的無濾波熒光成像技術(shù)在熒光顯微成像系統(tǒng)中得到了初步驗(yàn)證，該技術(shù)存在巨大的研究價(jià)值和應(yīng)用潛力，有待進(jìn)一步移植到各類熒光檢測相關(guān)的儀器中，例如共聚焦顯微鏡、熒光流式細(xì)胞儀等，有望顛覆式推動(dòng)現(xiàn)有生化檢測儀器的智能化升級換代�！睆埓髠フf道。