全球首次！陆自制太空站「双光子显微镜」 获取太空人皮肤3D图

大陆自主研制太空站双光子显微镜首获太空人皮肤三D图像。图为神舟十五号太空人乘组在轨使用太空站双光子显微镜。（研究团队提供）

大陆自主研制太空站双光子显微镜首获太空人皮肤三D图像。图为太空站双光子显微镜对太空人皮肤表层的成像。（研究团队提供）

新华社2月28日报导，神舟十五号太空人乘组近日使用由大陆自主研制的太空站双光子显微镜，开展在轨验证实验任务并取得成功。太空站双光子显微镜项目团队透露，这是目前已知的世界首次在航太飞行过程中，使用双光子显微镜获取太空人皮肤表皮及真皮浅层的三D图像，为未来开展太空人在轨健康监测研究提供了全新工具。

双光子显微成像技术是基于双光子吸收及萤光激发的一种非线性光学成像技术，具有高解析度、强三D层析能力、大成像深度等特点。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太空站在轨运行与应用。

2017年，北京大学国家生物医学成像科学中心主任程和平院士带领团队成功研制探头仅重2.2克的微型化双光子显微镜，为太空站双光子显微镜的开发奠定基础。2019年，在中国载人航太工程办公室大力支持下，由北大程和平、王爱民团队，中国太空人科研训练中心李英贤团队，北京航空航太大学冯丽爽团队联合相关企业及院所组建太空站双光子显微镜项目团队，由程和平担任总负责人。项目组攻克多项显微镜小型化技术难题，于去年9月研制成功太空站双光子显微镜。

项目团队成员、北京大学未来技术学院助理研究员王俊杰博士指出，去年11月12日，太空站双光子显微镜搭乘天舟五号货运太空船成功运抵中国太空站，成为世界首台进入太空的双光子显微镜。近日，神舟十五号太空人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太空人脸部和前臂皮肤的在体双光子显微图像。

据悉，太空站双光子显微镜能以亚微米级解析度清晰呈现出太空人皮肤结构及细胞的三D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D结构清晰可辨。

「太空站双光子显微镜是体现大陆高端精密光学仪器制造水准的重要成果。」程和平介绍，此次在轨验证实验实现了多项第一，例如世界上首次实现双光子显微镜在轨正常运行；大陆国内首次实现飞秒雷射器在轨正常运行；国际上首次在轨观测太空人细胞结构和代谢成分资讯。「这些不仅为从细胞分子水准开展太空人在轨健康监测研究提供了全新工具和方法，也为未来利用中国太空站平台开展脑科学研究提供了重要的技术手段。」