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填補空白,！我國成功研制1500米級深海微生物原位分選儀
2025年01月10日 11:06:19
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：3413
中國科學院長春光機所李備研究員團隊與長光辰英工程化團隊聯(lián)合研制出深海微生物原位分選儀，填補了國內外應對深海極端環(huán)境原位檢測與分選深海微生物設備的空白,。
深海是地球上最后未被人類全面系統(tǒng)感知和利用的地理空間,其充滿著許多科學之謎，也蘊藏著人類社會未來發(fā)展所需的各種戰(zhàn)略資源和能源,，成為國際海洋科技發(fā)展的熱點和焦點,。
近日,，中國科學院長春光機所李備研究員團隊與長光辰英工程化團隊聯(lián)合研制出深海微生物原位分選儀。該研究成果填補了國內外應對深海極端環(huán)境原位檢測與分選深海微生物設備的空白,。
深海中蘊含著極為豐富、鮮為人知的微生物及其他物質資源,，同時因其具有高壓,、高鹽度,、低溫等特點而被認為是極端環(huán)境，研究在這種環(huán)境下生存的微生物可以幫助人們理解生命的極限,。然而,，90%的微生物一旦脫離原位環(huán)境等原因就不可培養(yǎng)，深海微生物的研究面臨著采集,、培養(yǎng)、物種鑒定和數(shù)據(jù)分析等多重難題,。
鑒于此，項目團隊基于拉曼,、光鑷及微流控技術研發(fā)了能夠原位、實時,、快速地檢測并分選深海微生物的儀器設備，突破了拉曼檢測技術和光鑷分選技術在 1500米級深海的應用,，實現(xiàn)了對深海微生物的原位拉曼檢測與光鑷分選，填補了國內外應對深海極端環(huán)境原位檢測與分選深海微生物設備的空白,。
項目團隊研制的深海微生物原位分選儀專用的干-濕艙組合艙體，解決了耐高壓藍寶石舷窗與分選儀光學系統(tǒng)結構兼容性等眾多深海環(huán)境下檢測設備所面臨的工程問題,。
項目研制過程中，團隊攻克了多項適用于深海微生物原位識別,、檢測,、分選和分析的關鍵技術,。
一是模擬1500米海域水體，研制專用型多波段顯微物鏡,，為深海微生物的高分辨率,、寬視場成像奠定基礎,。模擬我國南海1500米海域水體環(huán)境數(shù)據(jù),，結合設備舷窗形變數(shù)據(jù)，研制出了專用型多波段顯微物鏡,，突破了深海環(huán)境下長工作距離,、高數(shù)值孔徑和寬波段的顯微成像技術,，該物鏡的透過率高達86%,，工作距離達到8 mm,，達到國際同類產(chǎn)品的最高水平，為深海微生物的高分辨率,、寬視場成像奠定了基礎,。
二是借助深度學習算法，成功應對了深海數(shù)據(jù)稀缺和信噪比低的挑戰(zhàn),，為深海微生物原位檢測與分選提供了支持。結合深海微生物原位分選需求,，引入了深度學習中的PGGAN(漸進式生成對抗網(wǎng)絡)和ResNet(殘差神經(jīng)網(wǎng)絡)算法，有效解決了深海極端環(huán)境下數(shù)據(jù)稀缺及信噪比低等問題,，為深海微生物的原位檢測與分選提供了智能化支持,。
據(jù)了解，這款深海微生物原位分選儀已于2024年6月搭載“探索二號”TS2-38-1 航次,，在我國南海某海域完成了1500米級海試試驗,。
深海微生物原位分選儀的成功研發(fā)是海洋儀器領域的一次重要突破。未來,，隨著生產(chǎn)工藝的進一步優(yōu)化,，這款儀器有望得到更加廣泛的應用，發(fā)揮其獨特的作用,，為人類探索深海奧秘貢獻力量,。
素材來源：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
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