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工学院李美琪、李雅宁偏振结构光照明显微成像研究荣获北京大学第二十八届挑战杯特等奖

2020-06-20

近日,在北京大学第二十八届“挑战杯”竞赛中,工学院再获佳绩,李美琪、李雅宁两位同学的合作作品荣获五四青年科学奖特等奖,显示了工学院学生杰出的科研探索能力。

李美琪同学和李雅宁同学分别为工学院生物医学工程系三年级和一年级在读博士生,主要从事偏振超分辨成像领域的研究,导师为席鹏教授。他们的作品《偏振结构光照明显微成像》,提出了将偏振显微成像和结构光照明显微成像相结合的偏振超分辨结构光照明显微成像技术,在获得空间超分辨成像的同时,能够解析荧光偶极子的取向信息。这项技术及其相关应用在本次“挑战杯”竞赛中获五四青年科学奖特等奖,席鹏教授为指导教师。


挑战杯校审线上答辩现场,背景为偏振结构光照明成像结果


获奖证书

光学显微镜是在细胞和分子水平进行生物学研究的基本工具。其中,荧光偏振显微镜能够通过获取荧光偶极子的取向信息来解析蛋白结构并观察其动态变化。然而,受限于光的衍射理论,传统的荧光偏振显微镜无法获得精细的亚细胞结构。幸运的是,近年来迅速发展的超分辨显微成像技术不仅能够捕获活细胞内复杂的生理过程,而且对研究亚衍射极限尺度的分子结构至关重要。因此,倘若能在超分辨水平上进行荧光偏振成像,无疑对生命科学的发展有很大裨益。

本课题巧妙地将荧光偏振成像和当前最受欢迎的超分辨技术——结构光照明显微成像相结合,提出偏振结构光照明显微成像技术,实现了空间-角度多维空间的超分辨成像。其最大的优势在于其能够直接应用于商业化以及实验室搭建的不同模式结构光照明显微成像系统,赋予结构光照明超分辨显微成像系统偶极子取向解析能力,这将帮助生物学家获取更多的信息,极大助力生物学研究。此外,由于荧光偏振显微技术发展相对较晚,目前尚不存在商用化的成像系统,这极大地限制了荧光偏振显微成像的应用,该技术同时实现了荧光偏振显微成像系统的“商用化”,极大地推动了荧光偏振显微成像在超分辨成像领域的发展。相关成果发表在《自然·通讯》期刊上,(文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-12681-w,工学院相关报道:/xzky/kyxx/kyxw/918713.htm)。


席鹏实验室搭建的偏振结构光照明显微成像系统实物图

在整个课题工作过程中,李美琪同学和李雅宁同学在相互探索和鼓励中不仅取得了学术上的进步,也培养出了极高的工作默契度。从2019年11月两位同学一起到工学院大楼参加“挑战杯”宣讲会开始,到两人抱着试一试的心态报名参加,再到疫情期间通过线上交流完成数据整理并形成近2万字的中期报告,以及写结题论文时字字句句的斟酌,终于在今年5月份成功入围大赛一等奖及特等奖评选。喜悦和压力同时而来,面对校级答辩,两人精细准备了宣传视频和答辩PPT,最终在进入校级评选的68支队伍中脱颖而出,获得特等奖。


李美琪同学与李雅宁同学

据李美琪和李雅宁介绍,这一课题得到了指导老师席鹏教授的全程指导,同时课题组博士后张昊在作品完成和申报过程中给予了极大支持和帮助。面对荣誉,两位同学表示,在成为更好的自己的同时,也为能够为学院争光而感到荣幸,并将在接下来的科研和生活中继续脚踏实地、追求卓越。

 

关于“挑战杯”:

北京大学“挑战杯”系列赛事是校内规模最大、最具权威性和影响力的学生课外学术科研活动,参赛范围广,涉及领域多,学术含量高。赛事迄今为止已举办二十七届,不仅鼓励和推动了学生科研活动的开展,更成为同学们施展才华的舞台,成为校内一大焦点。“挑战杯”系列赛事包含三类比赛,分别为五四青年科学奖竞赛(简称正赛)、跨学科学生课外学术科技作品竞赛和特殊贡献奖竞赛。

本届“挑战杯”五四青年科学奖竞赛评选产生特等奖15名、一等奖39名、二等奖45名、三等奖71名;跨学科竞赛评选产生特等奖1名、一等奖3名、二等奖5名、三等奖9名;特别贡献奖评选出特等奖2名,一等奖7名,二等奖8名,三等奖17名以及优秀奖46名。

 

 
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