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近日，神舟十五号航天员乘组使用由我国自主研制的空间站双光子显微镜开展在轨验证实验任务并取得成功。这是目前已知的世界首次在航天飞行过程中使用双光子显微镜获取航天员皮肤表皮及真皮浅层的三维图像。

此次在轨验证实验的空间站双光子显微镜项目团队，正是由中国科学院院士、北京大学教授、北京大学分子医学南京转化研究院院长程和平担任总负责人，江北新区dafacasino网页版官网园区北京大学分子医学南京转化研究院及其孵化企业超维景参与其中。这个自研仪器，为未来开展航天员在轨健康监测研究提供了全新工具。

图为神舟十五号航天员乘组在轨使用空间站双光子显微镜（转自新华社）

双光子显微成像技术 是基于双光子吸收及荧光激发的一种非线性光学成像技术，具有高分辨率、强三维层析能力、大成像深度、在体无创无标记的特点，并且可以特异性激发胶原纤维的二次谐波信号，特别适合对活体生物组织进行结构和功能的在体无创显微成像。由于传统的双光子显微镜整机系统庞大，不能满足在轨实验仪器设备对可靠性、体积、重量、抗冲击和振动性能等的苛刻要求，此前国际上还未能实现双光子显微成像技术在空间站上的在轨运行与应用。

2017年，由北京大学国家生物医学成像科学中心主任、北京大学分子医学南京转化研究院院长程和平院士领导的研究团队突破双光子显微镜微型化的多项核心技术，研制成功探头仅重2.2克的高时空分辨微型化双光子显微镜，为空间站双光子显微镜的开发奠定了基础。

图为位于江北新区dafacasino网页版官网的北京大学分子医学南京转化研究院

在中国载人航天工程办公室的大力支持下，北京大学分子医学南京转化研究院与多个单位一起，于2019年组建了中国空间站双光子显微镜项目团队。项目组由程和平担任负责人，冯丽爽、王爱民担任指挥，李英贤、凌树宽、厉建伟担任航天医学应用研究负责人，王俊杰担任产品开发和技术负责人。

此后，项目组在多方支持协助下，通过自主研发多项关键技术，攻克了多项技术难题，历时近三年，最终于2022年9月研制成功空间站双光子显微镜。

项目团队成员王俊杰博士介绍，去年11月12日，双光子显微镜搭乘天舟五号货运飞船成功运抵中国空间站，成为世界上第一台进入太空的双光子显微镜；近日，神舟十五号航天员乘组完成了双光子显微镜的安装、调试和首次成像测试，成功获取了在轨状态下脸部和前臂皮肤的在体双光子显微图像。 

据悉，空间站双光子显微镜能以亚微米级分辨率清晰呈现出航天员皮肤结构及细胞的三维分布，具备对皮肤表层进行结构、组分等无创显微成像的能力。成像结果显示，皮肤的角质层、颗粒层、棘层、基底细胞层、真皮浅层等三维结构清晰可辨，表明双光子显微镜工作状态良好，在轨验证实验取得成功。项目团队成员凌树宽介绍，双光子显微成像的信号来源于细胞及胞外基质中具有自发荧光的物质，如NADH（还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）、FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）、角蛋白、黑色素、弹性纤维等，以及胶原纤维产生的二次谐波信号。这些信号有助于实现对航天员细胞线粒体代谢应激反应功能探测。通过对具有自发荧光的细胞代谢产物的量化观测可以反映出航天员机体代谢功能。

“空间站双光子显微镜是体现我国高端精密光学仪器制造水平的重要成果。”程和平表示，本次任务创造了多项第一：世界上首次实现双光子显微镜在轨正常运行；国内首次实现飞秒激光器在轨正常运行；国际上首次通过皮肤观测到航天员在轨机体细胞结构和代谢成分相关信息等。这些不仅为航天医学领域从细胞分子水平开展航天员在轨健康监测研究提供了新工具和新方法，也为未来利用中国空间站平台开展脑科学研究提供了重要的技术手段。

2019年，北京大学分子医学南京转化研究院在北大教授、中国科学院院士程和平的带领下落户位于南京江北新区的南京生物dafacasino网页版园区，并以“景瑞康”作为商业化运营实体进行创新转化工作。

落地之后，研究院创新成果不断，不仅成立了南京脑观象台，还孵化了一系列创新实力突出的企业，在高端生物成像技术、创新药物研发等领域贡献“中国智慧”，持续推动源头性创新，催生了很多前沿项目和产业成果。这离不开团队的原创实力，也离不开江北新区、自贸区大力支持校地合作一体化，以及完善的政策扶持引领，完整的产业链，全方位的服务。“南京的校地融合已经有了一套先进的制度，能够充分激发现有的人才优势，使他们更好地为江北新区和dafacasino网页版服务。”程和平曾表示。

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