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近日，專業(yè)線上論文平臺《表型組學》（Phenomics）在線發(fā)表了復旦大學附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院、復旦大學人類精子庫江峰主任團隊題為A Preliminary Study on the Evaluation of Human Sperm Head Morphology with a Domestic Digital Holographic Image System的研究論文。
在該論文研究過程中應用的正是蘇州飛時曼精密儀器有限公司生產(chǎn)的我國內(nèi)頭款商品化的數(shù)字全息顯微鏡FM-DHM500，國內(nèi)對數(shù)字全息顯微術的研究還處于起步階段,此款儀器補充了國內(nèi)此領域儀器的空白。
DHM數(shù)字全息顯微鏡是一種涉及信息光學技術、全息攝影技術、光電子技術和數(shù)字圖像處理技術的綜合性技術。目前，在歐州、美國、日本和新加坡的技術研究都有應用DHM的案例。
DHM數(shù)字全息顯微鏡具有非接觸、無損、無標記和高分辨率的優(yōu)點，因為它可以獲得光場中物體的振幅和相位信息。因此，它適用于生物樣品，特別是活性組織和細胞的顯微鏡觀察和定量分析，并已成為數(shù)字全息術應用研究的熱點。例如HeLa細胞的實驗結果表明，DHM可以動態(tài)獲得高分辨率的細胞相差顯微圖像，可用于分析細胞的生長、變化和運動。通過進一步優(yōu)化實驗設備和重建算法，DHM將被廣泛應用于活組織和細胞的動態(tài)觀察，從而促進對生物過程的理解和生命科學研究的發(fā)展。
江峰團隊在日常研究中發(fā)現(xiàn)，使用生物顯微鏡，只能觀察到精子頭部細胞的二維圖像，是平面圖片的采集與呈現(xiàn)。并不能觀察到頭部的高度，而恰恰是精子頭部高度的數(shù)據(jù)對區(qū)分正常精子與缺陷精子細胞有著至關重要的影響。
在此項研究中，采用國產(chǎn)飛時曼DHM500數(shù)字全息顯微鏡系統(tǒng)定量檢測精子頭部。結果顯示，畸形精子癥組的精子頭部高度明顯低于正常組。而這一發(fā)現(xiàn)對精子頭部大小的評估對臨床檢測是有益的。此項研究屬于探索性研究。此研究的結果揭示了精子頭部結構的三維外觀差異，說明在原始微觀結構觀察和檢測方法的基礎上仍有很大的改進空間。由于使用了飛時曼DHM500數(shù)字全息顯微鏡系統(tǒng)進行觀察研究，使得精子頭部的全息圖像可以獲得完整的三維信息。
江峰團隊的研究應用飛時曼國產(chǎn)數(shù)字全息顯微鏡技術，突破性地對畸形精子癥患者精子頭部形態(tài)進行三維定量分析，揭示畸形精子這一特殊人類表型與捐精者正常形態(tài)精子三維結構上的差異。評估精子頭部完整的結構和組成信息有應用于臨床實踐的潛在價值，尤其是精子頭部結構與精子受精能力、胚胎發(fā)育之間的關系值得進一步深入研究。此外使用數(shù)字全息顯微鏡技術，還發(fā)現(xiàn)了精子尾巴運動的光學錯覺。精子的尾巴似乎以對稱的方式移動，但事實上，尾巴只能側向移動，這似乎意味著精子只能繞一個圈向前游。這將*改變?nèi)藗儗踊盍捌鋵ψ匀皇芫挠绊懙睦斫?，為不健康畸形精子的鑒定和診斷工具的開發(fā)奠定了基礎。
數(shù)字全息成像作為一種新型的實時、非破壞性的全視場三維定量成像方法，特別適于無染色劑標記生物活細胞的定量成像和實時動態(tài)監(jiān)測，是目前國內(nèi)外光學與生物醫(yī)學交叉學科領域的研究熱點。目前數(shù)字全息顯微成像已經(jīng)成功應用于活體細胞的形貌檢測、生物學參數(shù)、生理狀態(tài)分析、藥效反應、細胞動力學分析等領域，它所提供的定量生物信息可為生物醫(yī)學研究提供更加豐富的基礎數(shù)據(jù)，有利于發(fā)現(xiàn)新的生物現(xiàn)象，推動和輔助藥物篩選和臨床診斷的快速發(fā)展。在目前研究工作的基礎上，數(shù)字全息技術可進一步與內(nèi)窺鏡技術和芯片技術結合，用于早期惡性腫瘤的診斷和其它病理學根源探究，使得臨床診斷成為可能。
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