全球首次！陸自制太空站「雙光子顯微鏡」 獲取太空人皮膚3D圖

大陸自主研製太空站雙光子顯微鏡首獲太空人皮膚三D圖像。圖爲神舟十五號太空人乘組在軌使用太空站雙光子顯微鏡。（研究團隊提供）

大陸自主研製太空站雙光子顯微鏡首獲太空人皮膚三D圖像。圖爲太空站雙光子顯微鏡對太空人皮膚表層的成像。（研究團隊提供）

新華社2月28日報導，神舟十五號太空人乘組近日使用由大陸自主研製的太空站雙光子顯微鏡，開展在軌驗證實驗任務並取得成功。太空站雙光子顯微鏡項目團隊透露，這是目前已知的世界首次在航太飛行過程中，使用雙光子顯微鏡獲取太空人皮膚表皮及真皮淺層的三D圖像，爲未來開展太空人在軌健康監測研究提供了全新工具。

雙光子顯微成像技術是基於雙光子吸收及螢光激發的一種非線性光學成像技術，具有高解析度、強三D層析能力、大成像深度等特點。由於傳統的雙光子顯微鏡整機系統龐大，不能滿足在軌實驗儀器設備對可靠性、體積、重量、抗衝擊和振動性能等的苛刻要求，此前國際上還未能實現雙光子顯微成像技術在太空站在軌運行與應用。

2017年，北京大學國家生物醫學成像科學中心主任程和平院士帶領團隊成功研製探頭僅重2.2克的微型化雙光子顯微鏡，爲太空站雙光子顯微鏡的開發奠定基礎。2019年，在中國載人航太工程辦公室大力支持下，由北大程和平、王愛民團隊，中國太空人科研訓練中心李英賢團隊，北京航空航太大學馮麗爽團隊聯合相關企業及院所組建太空站雙光子顯微鏡項目團隊，由程和平擔任總負責人。項目組攻克多項顯微鏡小型化技術難題，於去年9月研製成功太空站雙光子顯微鏡。

項目團隊成員、北京大學未來技術學院助理研究員王俊傑博士指出，去年11月12日，太空站雙光子顯微鏡搭乘天舟五號貨運太空船成功運抵中國太空站，成爲世界首臺進入太空的雙光子顯微鏡。近日，神舟十五號太空人乘組完成了雙光子顯微鏡的安裝、調試和首次成像測試，成功獲取了在軌狀態下太空人臉部和前臂皮膚的在體雙光子顯微圖像。

據悉，太空站雙光子顯微鏡能以亞微米級解析度清晰呈現出太空人皮膚結構及細胞的三D分佈，具備對皮膚表層進行結構、組分等無創顯微成像的能力。成像結果顯示，皮膚的角質層、顆粒層、棘層、基底細胞層、真皮淺層等三D結構清晰可辨。

「太空站雙光子顯微鏡是體現大陸高端精密光學儀器製造水準的重要成果。」程和平介紹，此次在軌驗證實驗實現了多項第一，例如世界上首次實現雙光子顯微鏡在軌正常運行；大陸國內首次實現飛秒雷射器在軌正常運行；國際上首次在軌觀測太空人細胞結構和代謝成分資訊。「這些不僅爲從細胞分子水準開展太空人在軌健康監測研究提供了全新工具和方法，也爲未來利用中國太空站平臺開展腦科學研究提供了重要的技術手段。」