警察辛苦勘察摸排得到的“一丁点”生物样本，如何能在检验人员手里更快速高效地查出真相，更精准地让证据“说话”？对此，上海理工大学科研团队以人工智能驱动科学创新为核心理念的新成果，将为生物检测技术升级提供一个颠覆性的答案。
论文截图
该成果创新提出了“AI荧光成像——无滤波荧光显微成像技术”，可广泛应用于生物诊断、临床医学、环境监测、刑侦勘探等领域。近日，相关论文《支持深度学习的无滤光片荧光显微镜》发表在《科学》子刊《科学进展》上。
上海理工大学戴博教授为第一作者，张大伟教授、上海交通大学医学院附属仁济医院浦南分院管阳太教授和美国杜克大学Tony Jun Huang教授为通讯作者，硕士研究生游少杰、博士研究生龙严和陈钧一参与研究工作。
据了解，除了找准攻关方向，张大伟、戴博团队还有一个特点：团队里既有光学工程、仪器科学的专家，又有从事人工智能领域研究的学者，团队还一直和临床医生长期合作……团队交叉学科的融合，助推了项目的最终落地。
团队从AI技术出发，开发了“数字虚拟滤波器”，提出了无滤波荧光显微成像技术。使用该技术的荧光显微成像系统，可完全摒弃昂贵的荧光滤波元件，通过暗场照明方式，减弱背景噪声。成像系统获取图像后，通过神经网络，自动选择荧光通道，准确预测荧光信号。结果表明，无滤波荧光显微成像系统具有良好的鲁棒性，对不同显微放大倍率、荧光染料浓度、样品种类，均能高效、精准地还原出荧光信号，实现高灵敏、高特异性荧光成像。
研究中，科研团队针对多色荧光量子点纳米颗粒、多种荧光染料共染的细胞、组织切片、动态细胞进行了荧光成像实验。此外，还利用研制的无滤波荧光显微成像系统进行了成纤维细胞活化蛋白表达分析、人食管组织/人肝组织切片检测等一系列生物研究、临床检测的实验。以往对一份肿瘤切片进行病理检测需要至少20分钟，而采用这一新技术则仅需4分钟，效率提高了5倍之多，将为医生精准诊断、守护病患健康提供更多的助力。
“目前提出的无滤波荧光成像技术在荧光显微成像系统中得到了初步验证，该技术存在巨大的研究价值和应用潜力，有待进一步移植到各类荧光检测相关的仪器中，例如：共聚焦显微镜、荧光流式细胞仪等，有望颠覆式推动现有生化检测仪器的智能化升级换代。”张大伟告诉记者。
（光明日报全媒体记者孟歆迪 通讯员戴博、董真）
来源：光明日报全媒体记者孟歆迪 通讯员戴博、董真
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