2024年，iCANX推出X-Doctor专栏，聚焦iCANX上独辟蹊径用科技创新改变世界的科学家和他们的科学发现，每期揭秘一位科学家和他/她的探索之路，独家报道、干货满满。欢迎大家一同感受科学的魅力，见证这些创新的力量。
第30期，X-Doctor将带你走近北京大学陈良怡教授，感受一下他在生物医学成像和糖尿病领域的深耕细作。
在北京大学这片学术沃土上，有这样一位科学家，他以卓越的智慧和不懈的努力，在生物医学成像与糖尿病研究的领域内点亮了一盏明灯，他就是北京大学未来技术学院分子医学研究所的教授、博士生导师，同时也是IDG麦戈文脑科学研究所以及国家生物医学成像科学中心的研究员——陈良怡。
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学海无涯，初心如磐
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陈良怡教授自1995年起，便踏上了科研的征途。他首先在西安交通大学荣获生物工程与医学仪器专业的学士学位，这段学习经历为他日后的科研道路奠定了坚实的基础。随后，他转战华中理工大学（现为华中科技大学），于1998年获得生物电子学专业的硕士学位，进一步拓宽了专业知识领域。
2001年，陈良怡教授在华中科技大学取得了生物医学工程专业的博士学位，这一成就标志着他在生物医学领域的深厚造诣和卓越才华。为了深化研究，他毅然选择赴美深造，于2001年至2004年间在美国华盛顿大学生理与生物物理系进行博士后研究工作，师从国际知名学者Bertil Hille教授。这段宝贵的海外求学经历，不仅让他接触到了国际前沿的科研方法和理论，更培养了他独立科研的能力和创新思维。
回国后，陈良怡教授迅速成长为北京大学分子医学研究所的领军人物，并在生物医学成像技术和糖尿病研究领域取得了举世瞩目的成就。他的每一步都走得坚实而有力，不断攀登着科学的高峰，为人类的健康事业贡献着自己的智慧和力量。
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深耕细作，开创先河
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陈良怡教授在生物医学成像技术领域的成就令人瞩目。他深知，成像技术是推动生物医学研究的关键之一。因此，他带领团队在这一领域深耕细作，取得了多项革命性突破。
首先，陈良怡教授发明的超灵敏SR结构光显微镜，“神机(Hessian-SIM)”和“妙算(Sparse-SIM)”为活细胞的长期超分辨成像提供了强有力的工具。这项技术不仅提高活细胞成像的分辨率，实现了对细胞内部细微结构的精准观察，还大大延长了成像时间，为科学家们揭示细胞动态变化过程提供了前所未有的可能。这种显微镜如同一位高超的画家，能够细致入微地描绘出细胞内部的每一个细节，让科学家们能够更清晰地看到生命的奥秘。
此外，陈良怡教授还领导团队研制出了第一代和第二代微型化双光子显微镜FHIRM-TPM 1.0/2.0。这款显微镜在成像视野、工作距离以及三维成像能力上均实现了显著提升，使得科学家们能够在小鼠自由行为中捕捉到大脑三维区域内上千个神经元的动态功能图像。它就像是一个小巧而强大的“时间机器”，能够带领科学家们穿越到微观世界，亲眼见证神经元之间的复杂互动和脑活动的奇妙景象。
FHIRM-TPM 2.0小鼠佩戴实物图
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糖尿病研究领域的深入探索
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除了在生物医学成像技术方面的杰出贡献外，陈良怡教授在糖尿病研究领域也取得了令人瞩目的成就。他深知糖尿病对人类健康的巨大威胁，因此致力于揭示其发病机制并寻找有效的治疗方法。
陈良怡教授利用高时空分辨率荧光成像技术，深入探究了糖尿病进程中胰岛素分泌异常的机制。他带领团队发明了一系列先进的显微成像技术和分析手段，从分子、细胞、胰岛以及动物活体四个不同的层次阐明了糖尿病发生过程中胰岛素分泌的调控机制。通过发展高时空分辨率成像方法同时观察囊泡-细胞-胰岛三个尺度，他们揭示了葡萄糖刺激的两相分泌是由胰岛可释放β细胞所决定的，而不是传统理论认为的β细胞中不同囊泡库决定。这些研究不仅为糖尿病的发病机制提供了新的见解，还为开发新的治疗药物和方法提供了有力的支持。
葡萄糖刺激胰岛中异质性的胰岛素分泌
特别是在ob/ob小鼠糖尿病模型中，陈良怡教授团队发现RRβs细胞功能紊乱是糖尿病进展的重要因素，并揭示了胰岛可释放β细胞决定葡萄糖刺激的胰岛素两相分泌的新机制。这一发现如同一把钥匙，为我们打开了理解糖尿病复杂机制的大门，也为未来的治疗策略提供了新的思路。
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跨学科研究的典范
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陈良怡教授的研究不仅局限于单一领域，而是展现出了跨学科的特点。他将物理光学、图像重建、电生理学、分子生物学以及分子遗传学等多种手段巧妙地结合在一起，形成了独特的研究方法体系。这种跨学科的研究方法不仅拓宽了研究视野，还促进了不同学科之间的交流和合作，推动了科学研究的整体进步。
Sparse-SIM解析不同距离DNA折纸样本
例如，陈良怡教授与哈尔滨工业大学李浩宇教授团队共同发明的计算超分辨图像重建算法，通过稀疏解卷积技术显著提升了荧光显微镜的分辨率。这一成果不仅突破了硬件限制，还实现了通用计算荧光超分辨率成像，为生物医学成像技术的发展注入了新的活力。
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荣誉加身，继续前行
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他的研究成果被广泛发表在《Nature Biotechnology》、《Nature Methods》、《Nature Photonics》等国际顶级期刊上，并且在多个科研项目中担任首席科学家，得到了国内外同行的高度认可和赞誉。他还担任了多个重要职务，如北京大学国家生物医学成像科学中心副主任、北京市协同创新研究院兼职研究员等，他还入选了第二期“新基石研究员项目”，并获得了国家自然科学基金委杰出青年基金等资助，为推动我国生物医学成像和糖尿病研究的发展做出了重要贡献。
陈良怡教授以其卓越的学术成就和不懈的探索精神，成为了生物医学成像与糖尿病研究领域的璀璨星光。他的研究不仅推动了科学边界的拓展，更为人类健康事业的发展贡献了重要力量。在未来的日子里，我们相信陈良怡教授将继续保持这种精神风貌和科研热情，为科学界和人类社会的进步做出更大的贡献。
2021年08月06日，陈良怡在 iCANX Talks带来了演讲：《Next-generation of live cell super-resolution microscopy: new mechanism and new application下一代超分辨率成像方法：新机制与新应用》，点击链接可可查看回放。
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