第三屆顯微儀器技術(shù)國際高層論壇(International Forum on Microscopy, IFM2023)于2023年9月8至10日在廣東中山舉行。本論壇由中國工程院、中國儀器儀表學(xué)會指導(dǎo)舉辦，哈爾濱工業(yè)大學(xué)主辦，中國儀器儀表學(xué)會顯微儀器分會等聯(lián)合承辦。
中國儀器儀表學(xué)會副理事長、哈爾濱工業(yè)大學(xué)精密儀器工程研究院院長譚久彬院士擔(dān)任大會主席并主持會議。譚久彬院士指出：“隨著新一輪科技革命和工業(yè)革命的到來，顯微儀器技術(shù)必然迎來前所未有的巨大挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇。本次論壇邀請國際顯微儀器領(lǐng)域的高層科學(xué)家與專家，就國際顯微儀器領(lǐng)域面臨的重大機(jī)遇、重大科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行研討，交流國際顯微儀器領(lǐng)域最新重大進(jìn)展，判斷未來5年和10年顯微儀器技術(shù)的發(fā)展方向和技術(shù)路線，判斷國際顯微儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，進(jìn)而提出促進(jìn)世界顯微儀器科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議，共同促進(jìn)世界范圍內(nèi)顯微儀器技術(shù)的發(fā)展。”
牛津大學(xué)TonyWilson院士、中山市副市長歐陽錦全參加大會并致辭。
Tony Wilson院士首先闡述了顯微的定義，系統(tǒng)地回顧了顯微儀器的發(fā)展歷史，強(qiáng)調(diào)了顯微技術(shù)研究產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的意義。接著，Tony Wilson院士介紹了共焦顯微的原理和優(yōu)勢，并指出“操作智能化、通用化和小型化是顯微儀器的重要發(fā)展方向”。
共有來自中國、美國、英國、法國、德國、日本、加拿大、澳大利亞、意大利、瑞士、荷蘭、奧地利、挪威和中國香港等15個國家和地區(qū)的230余名代表現(xiàn)場參加研討，2.7萬人次在線觀看會議直播和圖文直播。
大會邀請諾貝爾獎獲得者Stefan Hell、原子力顯微技術(shù)的重要貢獻(xiàn)者之一Paul Hansma教授、悉尼科技大學(xué)DayongJin院士、美國UCLA AydoganOzcan院士、深圳大學(xué)袁小聰教授、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院Daniel J. Müller教授、澳大利亞RMIT Baohua Jia教授、中科院深圳先研院鄭海榮教授等國際著名專家做大會報告。
2014年諾貝爾化學(xué)獎得主Stefan Hell教授發(fā)表題為“MINFLUX和MINSTED在熒光顯微鏡中提供分子級分辨率”的主題演講。Stefan Hell教授深入闡述了無衍射極限的熒光顯微鏡(顯納鏡)基本原理，以及該原理如何催生出強(qiáng)大的嶄新的超分辨概念-MINFLUX顯納鏡。通過結(jié)合單分子開關(guān)，MINFLUX和MINSTED技術(shù)均獲得了終極的分辨率：分子的大小。這些最新的顯微鏡概念可提供1-3納米的分辨率，用于最高分子尺寸分辨率水平的常規(guī)熒光成像。Stefan W. Hell教授指出，該技術(shù)有望在固定細(xì)胞和活細(xì)胞中的蛋白質(zhì)復(fù)合物和分布成像領(lǐng)域開啟新的篇章。
AydoganOzcan院士圍繞“深度學(xué)習(xí)對無標(biāo)記組織進(jìn)行虛擬染色”主題進(jìn)行演講。AydoganOzcan院士指出，深度學(xué)習(xí)技術(shù)通過使用訓(xùn)練有素的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以數(shù)字方式生成組織學(xué)染色，為組織染色方法的徹底變革創(chuàng)造了新的機(jī)會，為標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)染色方法提供快速、經(jīng)濟(jì)高效、準(zhǔn)確且環(huán)保的替代方案。AydoganOzcan院士介紹了其團(tuán)隊使用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無標(biāo)記組織染色的最新研究成果，在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用。
Paul Hansma教授做了“掃描探針顯微鏡：起點及未來”的主題演講，回顧了原子力顯微鏡儀器的發(fā)展，以及重點關(guān)注技術(shù)的臨界點。接著，Paul Hansma教授介紹了其團(tuán)隊提出的懸臂梁偏轉(zhuǎn)檢測技術(shù)，該技術(shù)現(xiàn)已在世界各地的大多數(shù) 原子力顯微系統(tǒng)中廣泛采用，并使得原子力顯微鏡擴(kuò)展了其在材料、生物學(xué)和其他領(lǐng)域的應(yīng)用。最后，Paul Hansma教授介紹了團(tuán)隊最新的基于探針的顯微技術(shù)，開展已通過監(jiān)管部門的批準(zhǔn)的對數(shù)千名患者進(jìn)行骨骼體內(nèi)測試，以及該研究的重大意義。
DayongJin院士介紹了團(tuán)隊在超分辨率成像和深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分割15種亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)方面的進(jìn)展。該方法繞過了多色成像的限制，將成像速度加快了一個數(shù)量級。金大勇院士展示了所提出的網(wǎng)絡(luò)在不同顯微鏡、不同細(xì)胞類型、甚至復(fù)雜的活體組織系統(tǒng)之間的強(qiáng)大的遷移學(xué)習(xí)能力。該技術(shù)可使得沒有機(jī)器學(xué)習(xí)專業(yè)知識的生物學(xué)家也可以分析自己的圖像數(shù)據(jù)并獲得一致的結(jié)果。
袁小聰教授發(fā)表題為“用于術(shù)中病理評估的快速光聲組織學(xué)成像”的主題演講，指出組織學(xué)分析是目前手術(shù)切緣評估的金標(biāo)準(zhǔn)，而耗時的組織學(xué)切片制備妨礙了癌癥手術(shù)期間對腫瘤邊緣的術(shù)中組織病理學(xué)解釋。袁小聰教授指出通過利用光學(xué)表面波的超快時間動力學(xué)和高度局部化的漸逝場，能夠使得紫外光聲顯微鏡在無需切片和染色的情況下，即可在新鮮收獲的組織中對其細(xì)胞核的三維組織學(xué)進(jìn)行成像，從而實現(xiàn)在腫瘤切除手術(shù)中快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行術(shù)中組織病理學(xué)評估。
BaohuaJia教授發(fā)圍繞“用于小型化成像系統(tǒng)的原子材料平面透鏡”進(jìn)行主題演講，指出由激光納米打印平面透鏡制成的平面透鏡已成為顯微鏡小型化的一項有前景的技術(shù)創(chuàng)新。BaohuaJia教授介紹了該平面透鏡的設(shè)計原理、制造工藝和成像質(zhì)量，并著重強(qiáng)調(diào)了通過利用由激光納米打印平面透鏡制成的平面透鏡可以實現(xiàn)相位和幅度調(diào)諧，為解決內(nèi)窺鏡、VR和AR以及其他便攜式設(shè)備面臨的小型化挑戰(zhàn)提供了多種可能性。
鄭海榮教授在“超聲超分辨率成像與大腦活動調(diào)節(jié)”的主題演講中指出，大腦活動的可視化和調(diào)制是全面分析和理解大腦的核心任務(wù)，也是國際腦科學(xué)研究的重要挑戰(zhàn)。鄭海榮教授介紹了新型超聲腦成像，即功能超聲和超分辨率超聲的理論和發(fā)展及其應(yīng)用。此外，鄭海榮教授進(jìn)一步介紹了超聲腦調(diào)制的最新進(jìn)展及其在嚙齒動物、靈長類動物和人類中的應(yīng)用，以及高頻聲學(xué)無創(chuàng)腦機(jī)接口的發(fā)展前景。
Daniel J. Müller教授做了題為“機(jī)械量化與指導(dǎo)生物過程”的主題演講，指出機(jī)械生物學(xué)的巨大挑戰(zhàn)是量化生物系統(tǒng)如何感知、轉(zhuǎn)換、響應(yīng)和應(yīng)用機(jī)械信號。Daniel J. Müller 教授介紹了其團(tuán)隊使用基于原子力顯微鏡的納米檢測來表征引導(dǎo)動物細(xì)胞通過有絲分裂進(jìn)行的劇烈形狀變化的機(jī)械過程，并引入基于原子力顯微鏡的高分辨率檢測來表征在動物細(xì)胞中發(fā)揮主導(dǎo)作用的個體細(xì)胞機(jī)器。
分論壇分為10個分會場，共計68個分會邀請報告，其中境外專家報告20個。分論壇的專家學(xué)者們結(jié)合顯微儀器技術(shù)各個分支方向，如光學(xué)顯微儀器技術(shù)、掃描探針顯微儀器技術(shù)、電鏡顯微儀器技術(shù)和超聲顯微儀器技術(shù)等的不同特點，交流了重大研究進(jìn)展與突破、目前存在的重大科學(xué)問題與關(guān)鍵技術(shù)問題、具有發(fā)展優(yōu)勢的新的技術(shù)路線；探討了因?qū)W科交叉衍生出的新原理、新技術(shù)和新方向；并對該領(lǐng)域未來10年的發(fā)展趨勢與特點、新的應(yīng)用背景和可能產(chǎn)生的新突破進(jìn)行了探索與研判。
除主論壇、分論壇的學(xué)術(shù)交流與研討以外，會議還以圓桌會議形式進(jìn)行戰(zhàn)略研討，研討會由譚久彬院士主持。圓桌論壇還邀請陳錢教授、趙元富教授、高思田教授、姚保利教授、鄭海榮教授、須穎教授、趙維謙教授、周維虎教授、曹良才教授等顯微儀器領(lǐng)域著名專家學(xué)者，以及深圳市中圖儀器股份公司、凌云光技術(shù)有限公司、、哈爾濱芯明天科技有限公司、銳光凱奇(鎮(zhèn)江)光電科技有限公司、長春長光辰英生物科學(xué)儀器有限公司、深圳市大成精密設(shè)備股份有限公司、東莞市兆恒機(jī)械有限公司、天津三英精密儀器股份有限公司、深圳中科精工科技有限公司、無錫影速半導(dǎo)體科技有限公司、合肥銳世數(shù)字科技有限公司深圳明銳儀器有限公司、南京木木西里科技有限公司等企業(yè)代表100余人，共同探討顯微儀器科學(xué)與工程科技發(fā)展戰(zhàn)略和儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。
與會代表圍繞“高端顯微儀器高質(zhì)量發(fā)展”主題開展深入研討，深入探討了顯微技術(shù)發(fā)展的前沿問題與主要發(fā)展趨勢、我國高端顯微儀器技術(shù)研究與國際前沿的主要差距、我國高端顯微儀器產(chǎn)業(yè)與國際一流顯微儀器產(chǎn)業(yè)的主要差距及瓶頸、我國現(xiàn)行國家測量體系對顯微儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約以及數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化技術(shù)的發(fā)展對我國顯微儀器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來的機(jī)遇等問題。
與會代表就目前中國顯微領(lǐng)域面臨的問題、顯微儀器測量體系與標(biāo)準(zhǔn)、顯微儀器創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建、顯微儀器產(chǎn)業(yè)政策需求、顯微儀器產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境營建、市場推廣的制約因素等問題進(jìn)行了深入探討，并達(dá)成了初步共識。
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