近日，伯克利實驗室的先進光源系統（簡稱ALS），剛剛對秀麗隱桿線蟲、記號筆、以及高度真空油脂這三個看似風馬牛不相及的研究對象，開展了一次有趣的顯微分析實驗。在近日發表於《自然通訊生物學》期刊上的一篇文章中，由加州理工、加州大學伯克利分校、以及伯克利同步加速器紅外結構生物學成像計劃（BSISB）科學家們組成的一支研究團隊，就介紹了他們的“高維”紅外成像方法。
掃描秀麗隱桿線蟲的切片模式示例
據悉，BSISB 研究團隊希望找到一種更高效地收集“高維”紅外圖像的方法，意在讓每個像素都包含豐富的物理和化學信息。
在新方法的幫助下，研究人員們得以在不到一個小時的時間內，完成此前需要 10 小時的掃描，從而將生物光譜的顯微掃描應用範圍，拓展到對時間更敏感的各種實驗中。
研究合著者、加州理工學院化學系研究生 Elizabeth Holman 表示：“我們意識到，隨着時間的推移，模型採樣將面臨軟件、而非硬件方面的挑戰”。
研究配圖 – 1：自主自適應 LIV 數據採集的實施和性能評估。
舉個例子，圖像採樣僅限於具有矩形邊界和採樣點間距離固定的均勻柵格光柵掃描。不過研究一作、原加州大學伯克利分校物理學研究生 Yuan-Sheng Fang，提出了可實施的 ALS 技術新方案。
在本次研究中，他們使用了一種無網格的自適應方法，能夠主動增強表現出更大物理或化學對比度的部分區域的採樣。在概念驗證的紅外顯微實驗期間，研究團隊對兩款樣品進行了檢查。
首先是包含兩種組分的記號筆 + 高度真空的油脂，結果表明這套方案擁有很好的掃描效果。即便只通過肉眼，都能夠清楚地看到樣本的細節信息，證明了軟件可在最少的人工干預下良好運行。
研究配圖 – 2：針對秀麗隱桿線蟲的掃描結果
其次，研究團隊將目光瞄向了秀麗隱桿線蟲的活體幼蟲樣本。作為被成千上萬的研究人員所寄予厚望的生物學模型，LIV 掃描方案也確實增強了對應特徵區域的採樣密度。
最終在現有軟件需要大約 4.9 小時才能完成的情況下，新方案只花了 45 分鐘就完成了秀麗隱桿線蟲頭部區域的掃描採樣工作。
展望未來，這項技術還將能夠在基於衛星的高光譜遙感（探測海洋 / 太空）、無人機 / 顯微技術等領域派上更大的用場。