庄小威超分辨率显微成像

中科大少年班目前为止出过多少大牛？1978年3月，在李政道、杨振宁和丁肇中等著名科学家的倡导下，领导人给予大力支持，中国科大创建少年班并招收了第一批21名学生，平均年龄14岁，最小的11岁，这期就包括当时大名鼎鼎的宁铂、谢彦波等少年。

2014年的时候，做过一个统计，中科大少年班36年走出202位教授。

106人美国任教就职“境外大学的教授”指的是担任终身教职序列或终身教职助理教授以上的学者；“少年班教授”在美国人数最多，有106人。

中科大少年班37年来共毕业2910名本科生，90%以上考取国内外研究生。

其中19%供职于科教界，超过200人成为国内外名校和科研机构教授，其中2人当选美国科学院院士、7人当选美国物理学会会士、5人当选美国电子电气工程师学会（IEEE）会士；另有72%活跃在企业界、金融界，在世界500强任职的约35%，对于到目前为止仅仅不到3000人的毕业生总人数来说，这样的人数还不如现在一所普通大学一年的毕业学生数，而仅仅这些毕业生，其中的大多数已经都成为各个领域的佼佼者，高端成材率相比于一般高校而言实在是高的惊人。

“少年班教授”们执教的学科涵盖物理与力学、计算机软件与信息技术、生物医药、电气与自动化、化学、地球与环境、机械工程等诸多领域。

2012年，少年班两位校友骆利群（81少）、庄小威（87少）当选美国科学院院士，骆利群同时当选美国人文与科学院院士。

骆利群院士：1981年初中毕业后考取中国科大少年班。

1985年，他被中科院生化所免试录取为研究生，1986年1月获中国科大本科生最高荣誉奖——郭沫若奖学金，1987年8月CUSBEA 赴美留学，在美国Brandeis大学生物系攻读博士学位，1992年6月获博士学位。

1987年起骆利群先后在《美国科学院学报》《神经元》《神经科学》《基因与发展》《细胞》《自然》等世界的学术刊物上发表多篇论文。

1997年，获得斯坦福大学Sloan奖。

2001年，他任美国《神经元》杂志副主编。

超分辨荧光显微技术原理传统的荧光显微镜受到瑞利准则的限制，即其分辨率受到光学波长和透镜的限制。

超分辨荧光显微技术则通过创新的方法克服了这一限制，实现了超分辨率的荧光成像。

1.非线性显微技术：传统的荧光显微技术采用的是线性成像原理，即通过样品中的荧光物质发射的线性荧光信号来获得图像。

而超分辨荧光显微技术采用非线性成像原理，利用荧光物质的非线性光学效应，提高了分辨率。

例如，通过激光器的脉冲激发，可以使荧光物质在非线性荧光效应下发射高阶谐波信号，从而得到更高分辨率的图像。

2.相干显微技术：传统的荧光显微技术采用的是非相干光源，无法获取相干光的相位信息，从而限制了分辨率的提高。

而超分辨荧光显微技术采用相干光源，如激光光源或可调谐激光器，使得可以获取到样品的相位信息，从而提高了分辨率。

例如，通过在激光束上加入相位调制，可以在信号中提取出相位信息，从而实现更高的分辨率。

3.显微镜改进：传统的荧光显微镜在透镜、光路和探测器等方面都存在一定的限制，无法实现超分辨率成像。

超分辨荧光显微技术通过改进显微镜的设计和构造，例如采用高数值孔径物镜、自适应光学元件和高速探测器等，可以克服这些限制，提高分辨率。

4.数据分析和算法：超分辨荧光显微技术的数据量较大，需要进行大量的图像处理和分析。

通过使用高级算法和计算方法，可以将大量数据进行处理和重建，得到超分辨率的图像。

例如，通过拟合和重建点扩散函数，可以实现超分辨率的成像。

超分辨荧光显微技术的应用非常广泛，涵盖了生物医学、材料科学和纳米技术等领域。

例如，在生物医学领域，超分辨荧光显微技术可以用于观察和研究细胞结构、分子过程和疾病发展等，为生物医学研究提供了重要的工具。

在材料科学领域，超分辨荧光显微技术可以用于材料表征和纳米结构研究，为材料科学的发展和应用提供了有力支持。

总之，超分辨荧光显微技术通过创新的光学方法和图像处理算法，突破了传统荧光显微技术的分辨率限制，实现了超分辨率的荧光成像，为生物医学和材料科学等领域的研究提供了重要工具。

超分辨率荧光显微技术的原理和进展超分辨率荧光显微技术是一种用于观察细胞和生物分子的显微镜技术，具有比传统荧光显微镜更高的分辨率，可以更清晰地分辨出细胞和生物分子的结构和功能。

其原理基于物理学原理和计算机算法，通过精确的荧光标记和高分辨率成像技术，实现了对生物结构的超分辨率观察。

本文将介绍超分辨率荧光显微技术的原理和进展。

1.超分辨率荧光显微技术的原理抑制光的衍射：传统光学显微镜无法突破维恩衍射极限，限制了其分辨率。

超分辨率荧光显微技术利用光的非线性响应和光学调制技术，使得衍射限制得以突破。

例如，利用单分子荧光显微技术，可以将荧光标记的分子在时间上进行“开关”，只有少数分子发出荧光，可以精确定位每个分子的位置。

利用这种方法，可以获得超分辨率的图像。

图像重建算法：超分辨率荧光显微技术还依赖于一系列图像处理技术，如重建算法和数据解析算法。

这些算法能够在获得低分辨率图像的基础上，通过处理和分析图像数据，恢复出高分辨率的图像。

常见的算法有结构光超分辨率显微镜（SR-SIM）、单分子定位显微镜（SMLM）等。

这些算法通过统计学原理和概率分析等方法，提高图像的分辨率和清晰度。

2.超分辨率荧光显微技术的进展（1）结构光超分辨率显微镜（SR-SIM）：这种技术是利用结构光的干涉原理，通过调整光源的相位和频率，实现对样本的超分辨率成像。

SR-SIM技术能够将样本的分辨率提高到约100 nm，从而观察到更细微的结构。

（2）单分子定位显微镜（SMLM）：SMLM技术利用荧光标记的分子在时间上进行“开关”，只有少数分子发出荧光，可以精确定位每个分子的位置。

通过收集大量分子的位置信息，可以恢复出高分辨率图像。

SMLM 技术的分辨率可以达到10 nm左右，成为最高分辨率的超分辨率显微技术之一（3）受限激发荧光显微镜（STED）：STED技术是一种利用激光束的光强分布来抑制荧光的发射，从而实现超分辨率成像的方法。

STED技术的分辨率可以达到几十纳米，可以观察到更小的细胞结构和分子组装。

超高分辨率显微成像技术的应用随着科学技术的不断发展，超高分辨率显微成像技术的应用已经成为了当前微观世界研究领域中的热点和重点之一。

它具有高分辨率、高清晰度、高灵敏度、高速度等特点，能够帮助科学家们更深入地观察和研究微观世界中的各种现象和物质结构，极大地推动了微观领域的研究进展。

一、超高分辨率显微成像技术的基本原理超高分辨率显微成像技术是指使用高分辨率的显微成像设备进行微观世界的观察和研究。

这类设备通常采用光学、电子、原子力等不同的成像原理和技术，可以帮助我们观察和研究各种微观结构和物质特性。

其中，基于光学原理的超高分辨率显微成像技术最为常见，例如：荧光共聚焦显微镜（ confocal fluorescence microscopy）、受限光学超分辨率显微镜（stimulated emission depletion microscopy, STED microscopy）、单分子荧光成像技术( single molecule super-resolution imaging)等等。

这些技术都能够通过特殊的成像原理、样品制备和数据处理等手段，在显微成像领域内实现高分辨率的成像，帮助科学家们更好地研究材料、生物、医学等领域的相关问题。

二、超高分辨率显微成像技术在生物领域的应用生物领域是超高分辨率显微成像技术得到广泛应用的领域之一。

这是因为生物体系中含有高度有序的分子、细胞等结构，需要高分辨率的成像技术才能很好地观察细胞表面、细胞互作、病毒等微观生物结构，从而解答生命科学领域中的众多问题。

例如，荧光共聚焦显微镜技术广泛应用于生物领域的成像研究。

结合荧光标记技术，荧光共聚焦显微镜可以实现高强度、高灵敏度的成像，观察到过去无法被发现的极微小的细胞组成结构和细胞生理学的过程，如透明的细胞、活细胞内部分子、原生动物等等。

因此，该技术在生物领域中有着广泛的应用前景，可以帮助科学家们更深入地研究细胞机制、病原微生物、疾病的发生机理等诸多问题。

STED超分辨成像技术超分辨光学成像超分辨光学成像特指分辨率打破了光学显微镜分辨率极限（200nm）的显微镜，技术原理主要有受激发射损耗显微镜技术和光激活定位显微镜技术。

简介光学显微镜凭借其⾮接触、⽆损伤等优点，长期以来是⽣物医学研究的重要⼯具。

但是，⾃1873年以来，⼈们⼀直认为，光学显微镜的分辨率极限约为200 nm，⽆法⽤于清晰观察尺⼨在200 nm以内的⽣物结构。

超分辨光学成像(Super-resolution Optical Microscopy)是本世纪光学显微成像领域最重⼤的突破，打破了光学显微镜的分辨率极限（换⾔之，超越了光学显微镜的分辨率极限，故被称为超分辨光学成像），为⽣命科学研究提供了前所未有的⼯具。

光学显微镜的分辨率1873年，德国物理学家恩斯特·阿贝(Ernst Abbe)提出，光学显微镜受限于光的衍射效应和光学系统的有限孔径，存在分辨率极限（也称阿贝极限），其数值约为l / 2NA（分辨率极限公式），其中l是光波波长，NA是光学系统的数值孔径（Numerical Aperture）。

, n为介质的折射率，a为物镜孔径⾓的⼀半。

成像时若使⽤波长为400 nm的光，并采⽤空⽓（折射率为1）作为物镜和样本之间的介质，可计算得到分辨率极限为200 nm。

因此，我们通常说，光学显微镜的分辨率极限约为200 nm。

此后的研究表明，光学显微镜的分辨率决定于光学系统中聚焦光斑（称为艾⾥斑, Airy disc）的尺⼨。

另外，当⼀个艾⾥斑的边缘与另⼀个艾⾥斑的中⼼正好重合时，此时对应的两个物点刚好能被⼈眼或光学仪器所分辨（这个判据称为瑞利判据，Rayleigh Criterion）。

利⽤瑞利判据以及艾⾥斑的数学表达式，我们可以得到光学显微镜的分辨率公式：0.61λ/NA。

值得指出的是，光学显微镜的分辨率公式跟前⾯提到的分辨率极限公式有所不同，⽽前者更⼴泛的被光学成像领域使⽤。

何江在哈佛大学2016毕业典礼上的演讲（中英版+个人简介）哈佛生物系博士毕业生何江作为研究生优秀毕业生代表演讲。

他是哈佛第一位享此殊荣的大陆学生。

何江演讲英文版The Spider’s BiteWhen I was in middle school, a poisonous spider bit my right hand. I ran to my mom for help—but instead of taking me to a doctor, my mom set my hand on fire.After wrapping my hand withseveral layers of cotton, then soaking it in wine, she put a chopstick into my mouth,and ignited the cotton. Heat quickly penetrated the cotton and began to roast my hand. The searing pain made me want to scream, but the chopstick prevented it. All I could do was watch my hand burn - one minute, then two minutes –until mom put out the fire.You see, the part of China I grew up in was a rural village, and at that time pre-industrial. When I was born, my village had no cars, no telephones, no electricity, not even running water. And we certainly didn’t have access to modern medical resources. There was no doctor my mother could bring me to see about my spider bite.For those who study biology, you may have grasped the science behind my mom’s cure: heat deactivates proteins, and a spider’s venom is simply a form of protein. It’s coolhow that folk remedy actually incorporates basic biochemistry, isn’t it? But I am a PhD student in biochemistry at Harvard, I now know that better, less painful and less risky treatments existed. So I can’t help but ask myself, why I didn’treceive oneat the time?Fifteen years have passed since that incident. I am happy to report that my hand is fine. But this question lingers, and I continue to be troubled by the unequal distribution of scientific knowledge throughout the world. We have learned to edit the human genome and unlock many secrets of how cancer progresses. We can manipulate neuronal activity literally with the switch of a light. Each year brings more advances in biomedical research-exciting, transformative accomplishments. Yet, despite the knowledge we have amassed, we haven’t been so successful in deploying it to where it’s needed most. According to the World Bank, twelve percent of the world’s population lives on less than $2 a day. Malnutrition kills more than 3 million children annually. Three hundred million peopleare afflicted by malaria globally. All over the world, we constantly see these problems of poverty, illness, and lack of resources impeding the flow of scientific information. Lifesaving knowledge we take for granted in the modern world is often unavailable in these underdeveloped regions.And in far too many places, people are still essentially trying to cure a spider bite with fire.While studying at Harvard, I saw how scientific knowledge can help others in simple, yet profound ways. The bird flu pandemic in the 2000s looked to my village like a spell cast by demons. Our folk medicine didn’t even have half-measures to offer. What’s more, farmers didn’t know the difference between common cold and flu; they didn’t understand that the flu was much more lethal than the common cold. Most people were also unaware that the virus could transmit across different species.So when I realized that simple hygiene practices like separating different animal species could contain the spread of the disease, and that I could help make this knowledge available to my village, that was my first “Aha” moment as a budding scientist. But it was more than that: it was also a vital inflection point in my own ethical development, my own self-understanding as a member of the global community.Harvard dares us to dream big, to aspire to change the world. Here on this Commencement Day, we are probably thinking of grand destinations and big adventures that await us. As for me, I am also thinking of the farmers in my village. My experiencehere reminds me how important it is for researchersto communicateour knowledge to those who need it. Because by using the sciencewe already have, wecould probably bring my village and thousands like it into the world you and I take for granted every day. And that’s an impact every one of us can make!But the question is, will we make the effort or not?More than ever before,our society emphasizes science and innovation. But an equally important emphasis should be on distributing the knowledge we have to where it’s needed. Changing the world doesn’t mean thateveryone has to find the next big thing. It can be as simple as becoming better communicators, and finding more creative ways to pass on the knowledge we have to people like my mom and the farmers in their local community. Our society also needs to recognize that the equal distribution of knowledge is a pivotal step of human development, and work to bring this into reality.And if we do that, then perhaps a teenager in rural China who is bitten by a spider will not have to burn his hand, but will know to seek a doctor instead.在我读初中的时候，有一次，一只毒蜘蛛咬伤了我的右手。

十大校园风云人物评选活动策划(精选多篇))ldquo;三个代表”和科学发展观重要思想；遵纪遵法，有良好的道德修养，尊重师长，孝顺父母，团结同窗；关心集体，乐于助人。

二、学习态度端正，成绩优良。

3、严格遵守校规校纪，未受任何严重警告及其以上处分。

4、曾代表我院参加校级体育赛事。

五、参加国家、省（部）级运动会单项比赛取得集体及个人前八名一次（含）以上。

六、参加校级运动会单项比赛取得集体及个人前三名三次（含）以上；或参加院级运动会单项比赛取得集体或个人第一名三次（含）以上。

十、文艺达人一、坚持四项大体原则、认真学习马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”和科学发展观重要思想；遵纪遵法，有良好的道德修养，尊重师长，孝顺父母，团结同窗；关心集体，乐于助人。

二、学习态度端正，成绩优良。

3、踊跃参加院级文艺活动并获一、二、三等奖。

4、踊跃参加校级或校级以上文艺活动并获奖。

五、每学年平均参加院级或院级以上文艺类活动三项以上。

六、严格遵守校规校纪，未受任何严重警告及其以上处分第二篇：十大校园风云人物评选活动策划书一活动细则（一）活动主题：提高大学生综合素质，勉励大学生踊跃进取，激发管院风云人物，增进整个材院形成良好的风气。

（二）活动口号：“青春飞扬，感动管院”“点击生命，震撼心灵”（三）活动对象：经济管理学院全部师生（四）活动时间：xx年10月19日至11月15日（五）活动地址：经济管理学院（六）主办单位：经管学院校学生会承办单位：经管学院校学生会协办单位：经管学院各系学生会和各班级（七）活动流程前期（10月29日-22月29日）1。

10月29日----10月29日活动总策划与审核2。

10月26日召开内部会议，分派各部门及各班级任务外联部：联系学校周边企业或单位，争取资金赞助。

联系校报，商院在线，青春飞扬等媒体，扩大宣传力度。

宣传部：（1）宣传板海报的设计制作与张贴。

（2）准备定点悬挂的横幅。

学通社：（1）附着文字于宣传板海报上，以吸引大学生的注意力（2）以新闻稿的形式发到各网站，引发大学生的关注。

超分辨率显微镜在化学研究中的应用超分辨率显微镜（Super-resolution microscopy）是近年来发展起来的一种显微镜技术，具有突破传统显微镜分辨率限制的能力，广泛应用于化学研究领域。

本文将介绍超分辨率显微镜在化学研究中的应用，并探讨其对化学领域的意义。

一、超分辨率显微镜的原理及分类超分辨率显微镜绕过了通常显微镜分辨率的极限，使研究人员能够观察到更小的细节和结构。

它基于多种原理和技术，包括近场光学显微镜（Near-field optical microscopy）、刺激发射退火显微镜（Stimulated emission depletion microscopy）、结构光显微镜（Structured illumination microscopy）等。

这些技术通过不同的途径提高了显微镜的分辨率，并在不同的研究领域中发挥着重要作用。

二、超分辨率显微镜在化学成像中的应用1. 动态观察化学反应超分辨率显微镜在化学反应的动态观察中发挥着重要作用。

传统显微镜对于观察化学反应中的微观细节常常有限，而超分辨率显微镜能够提供更高的分辨率，可以实时观察到化学反应的发生过程。

这对于研究反应机理以及优化反应条件有着重要意义。

2. 分子相互作用研究超分辨率显微镜在分子相互作用研究中也起到了重要作用。

通过标记特定分子并利用超分辨率显微镜的高分辨率特性，研究人员可以观察到分子在空间尺度上的相互作用和行为，揭示了许多分子相互作用的细节。

这对于理解分子相互作用的机制以及新药物的研发具有重要意义。

3. 单分子荧光成像超分辨率显微镜还可应用于单分子荧光成像。

传统显微镜常常受到荧光信号的叠加和漂移的限制，而超分辨率显微镜通过准确的荧光成像技术，可以在单个分子水平上观察和定量分析。

这为研究生物分子的行为和药物的靶向效应提供了有力手段。

三、超分辨率显微镜在化学领域的意义超分辨率显微镜的应用使得化学研究人员能够观察到更小尺度的细节，从而深入探究物质的微观结构和反应行为。