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美国莱斯大学团队领衔量子超辐射研究 突破超分辨率成像技术瓶颈
发布时间:
2025-02-12
据国外媒体报道，2025年1月27日，由莱斯大学与德州农工大学组成的跨学科研究团队近日获得W.M. Keck基金会120万美元资助，将通过量子光学现象“超辐射”（Super-Radiance）推进超分辨率成像与单分子追踪技术发展。这项突破性研究有望为医学、工程及物理科学领域带来革命性创新。
据国外媒体报道，2025年1月27日，由莱斯大学与德州农工大学组成的跨学科研究团队近日获得W.M. Keck基金会120万美元资助，将通过量子光学现象“超辐射”（Super-Radiance）推进超分辨率成像与单分子追踪技术发展。这项突破性研究有望为医学、工程及物理科学领域带来革命性创新。
超分辨率成像（SRI）与单分子追踪（SMT）技术使科学家得以在分子尺度观测生物过程，但现有技术存在固有局限：提升空间分辨率会导致成像速度下降，而加快成像速度则需牺牲分辨率。此外，单分子定位精度存在理论极限。
项目负责人、莱斯大学电气与计算机工程及生物工程系副教授黄胜昔（音译）表示：“超辐射现象为我们提供了一种从根本层面重新思考分子级成像的新途径。我们的目标是将这种量子特性转化为跨学科成像工具，在生物、化学、物理等多个领域实现应用突破。”
研究团队将开发基于超辐射原理的新型荧光标记物。与传统单分子荧光标记不同，新型标记物将采用荧光分子聚集体与碳纳米管束复合结构，通过量子协同效应显著提升发光亮度与速率。
这项跨学科研究整合量子物理前沿理论与先进生物成像技术，有望突破现有成像技术在时空分辨率方面的理论极限。项目成果可能推动细胞生物学、材料科学等领域的重大发现，并为量子光源、超快光开关等量子技术发展提供新路径。
研究团队汇聚量子物理、材料科学、光子工程等多领域专家，包括莱斯大学Karl F. Hasselmann工程学教授Junichiro Kono、德州农工大学物理与天文系主任Alexey Belyanin等知名学者。项目依托斯莫利-柯尔研究所（SCI）的专题工作组（TWIG）协作平台，该平台自2021年成立以来已促成十余个跨学科团队，累计获得约千万美元资助。
W.M. Keck基金会成立于1954年，长期致力于支持医学、科学与工程领域的开创性研究。该基金会同时关注本科教育及洛杉矶社区建设，特别重视青少年发展项目。
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