生平

Liangyi Chen博士是北京大学的博雅教授。他在西安交通大学获得生物医学工程学士学位，随后在华中科技大学攻读生物医学工程的博士学位。他的实验室专注于两个相互交织的领域：开发新型成像和定量图像分析算法，以及运用这些技术在健康和疾病动物模型中研究健康和疾病状况下葡萄糖刺激的胰岛素分泌在多个层级（单细胞、胰岛和体内）的调节方式。开发的技术包括用于活细胞超分辨率成像的超灵敏Hessian结构照明显微术(Hessian SIM)、用于扩展受光学器件限制的荧光显微镜空间分辨率的稀疏反卷积算法、用于揭示细胞器相互作用组三维景观的超分辨率荧光辅助衍射计算断层成像术(SR-FACT)、用于组织和小型生物体成像的双光子三轴数字扫描光片显微术(2P3A-DSLM)以及用于自由行为小鼠脑成像的快速高分辨率微型双光子显微术(FHIRM-TPM)。他也是中国国家自然科学基金会的国家杰出学者基金项目的获得者。

摘要

利用稀疏反卷积克服荧光显微镜的物理分辨率限制

在本场会议中，Chen博士将介绍他的实验室发明的用于活体样品成像的两种新型高分辨率荧光显微镜检查法：

“第一种方法用于活细胞长期超分辨率(SR)成像。我们开发了一种基于Hessian矩阵(Hessian-SIM)的结构照明显微术反卷积算法。该算法利用生物结构在多个维度上的连续性作为先验知识来指导图像重建，可在使用的光子剂量不到传统SIM 10%的情况下获得最大限度减少伪影的SR图像，同时在低信号强度下的性能大幅度超过现有算法。其高灵敏度允许使用亚毫秒级激发脉冲，随后是暗恢复时间，旨在减少荧光蛋白的光漂白，从而在活细胞中实现长达一小时的延时SR成像。

在这项初步工作之后，我们意识到活细胞超分辨率显微镜的空间分辨率受到最大收集光子通量的限制。通过利用生物结构稀疏性和连续性的先验知识，我们开发了一种反卷积算法，可以在相同的光子预算下将超分辨率显微镜的分辨率进一步扩大近两倍。因此，稀疏结构照明显微术(Sparse-SIM)可在564 Hz帧速率下实现约60 nm的分辨率，使其能够解决复杂的结构中间体，包括泡状融合小孔、不同核孔蛋白形成的环形核孔以及活细胞中线粒体内膜和外膜之间的相对运动。同样，稀疏反卷积可用来提高转盘共焦型SIM (SD-SIM)的三维分辨率和对比度，并可在信噪比不足的条件下运行，所有这一切都使得可以实现常规的四色三维约90 nm分辨率活细胞超分辨率成像。总的来说，我们认为稀疏反卷积可能成为推动活细胞荧光显微术突破时空分辨率极限的通用工具。”

生平

Krishanu Ray是印度国家科学院院士，印度孟买塔塔基础研究院（TIFR）生物科学系教授。他在加尔各答大学完成了生物物理学、分子生物学和遗传学的硕士课程，并在孟买大学的支持下完成了塔塔基础研究院的分子生物学博士课程。之后他在新加坡分子细胞生物学研究所和美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的霍华德·休斯医学研究所工作，然后加入TIFR。他于1998年在TIFR成立了实验室，研究动力蛋白的分子细胞生物学，以及其对有机体发育和行为的影响。他的研究重点是驱动蛋白-2（一种分子马达）如何在轴突和纤毛中转运可溶性和囊泡相关蛋白以应对外部刺激。他还研究应变如何诱导细胞膜上的收缩性肌动蛋白组装。他利用显微镜工具来观察蛋白质间相互作用和动力学状态，以及荧光蛋白在果蝇神经元和其他组织中的亚细胞分布。

摘要

以果蝇为模型系统的体内光漂白后荧光共振能量转移和荧光恢复的应用

荧光光谱学被用来监测各种分子状态和参数。共聚焦显微镜和基因编码荧光蛋白的引入扩大了这一技术的应用范围，使其可以原位应用于细胞和亚细胞级，以监测内源性蛋白在其自然环境中的功能特性和分布。本次讲座将阐述两种具体方法——荧光共振能量转移(FRET)和光漂白后荧光恢复(FRAP)——在活体果蝇组织中的应用。FRET是一种分子尺度的标尺，可以确定一个蛋白质的两个部分之间以及两个蛋白质之间的距离。它可以根据荧光寿命数据以及受体和供体发射的变化进行评估。我们用这种技术来评估轴突中的驱动蛋白-2马达亚基之间以及胆碱乙酰转移酶和驱动蛋白-2马达之间的相互作用动力学。FRAP是一种简单而又强大的工具，可以确定细胞内分子的流动情况。我们用FRAP监测了可溶性蛋白（如轴突中的胆碱乙酰转移酶、纤毛中的气味受体协同受体）的运动，以及成熟精子周围体细胞中的F-肌动蛋白动力学。这些工具的运用提供了对特定生物背景下细胞内蛋白质间相互作用和动力学状态的重要见解。

生平

Zhixing Chen博士在清华大学获得化学生物学学士学位（2008年），在哥伦比亚大学获得化学博士学位（2014年，师从Virginia Cornish和Wei Min教授）。他还在斯坦福大学（2016-2018年博士后研究，师从Yan Xia教授）、哥伦比亚大学（2015年博士后研究）和北京大学（2008-2009年RA）接受过额外培训。Zhixing是一位化学家，研究经历横跨天然产物合成、聚合物化学、荧光和非线性光学探针、生物共轭化学以及活细胞成像。他的突出成就所包括的研究涉及振动调色板这种用于多路复用拉曼成像的同位素编辑的炔基和腈基，以及利用机械力将聚合物从绝缘材料重新配置为半导体的梯烷解压。Zhixing目前的工作重点是开发具有高生物相容性的新成像工具，以促进先进生物成像技术的发展。

摘要

4D成像温和探针

现代荧光成像方法有望揭示活细胞中的细胞器动力学。但在采用增强照明时，光毒性已成为一个普遍的问题。Chen博士会从化学的角度，通过两个有关线粒体标志物和胰岛素分泌标志物的示例，介绍如何设计具有最小光毒性的有机染料。与目前正在进行的利用光学方法减少光损伤的主题相呼应，这些生物相容性探针有望在4D生理学时代提供额外的时空信息。

生平

Dayong Jin博士自2017年起担任悉尼科技大学(UTS)的特聘教授，自2019年起担任南方科技大学的讲座教授。

Jin教授于2007年在麦考瑞大学获得博士学位。在麦考瑞，他于2010年晋升为讲师，2013年晋升为高级讲师，2014年晋升为副教授，2015年晋升为教授。

在悉尼科技大学，作为主任，他建立了澳大利亚最终用户低层次分析集成装置工业转型研究中心（ARC IDEAL中心）、工业、科学、能源和资源系澳中床边检测联合研究中心(DISER POCT)、悉尼科技大学-新加坡科技大学生物医学材料和设备联合研究中心，这三个大型项目是悉尼科技大学生物医学材料和设备研究所(IBMD)的基础，旨在将语音和材料领域的科技进步转化为颠覆性的生物技术。

他的研究领域是物理学、工程学和跨学科科学，专长领域涵盖生物医学光学、纳米技术、显微镜学、诊断学和微流体装置。

Jin教授曾获得澳大利亚尤里卡奖Australian Museum Eureka Prize for Interdisciplinary Scientific Research (2015)、澳大利亚科学院奖章Australian Academy of Science John Booker Medalist (2017)，澳大利亚总理科学奖Prime Minister’s Prize for Physical Scientist (2017)。2021年，Jin教授荣获Australian Laureate Fellowship，并当选为澳大利亚技术与工程学院院士。

摘要

用于超分辨率成像、单分子追踪和高通量数字测定的上转换纳米光子系统

Jin博士将展示纳米光子学、生物光子学和量子生物光子学领域近期取得的科技进步，这些进步使其能够转变为具有单分子灵敏度的细胞探针和传感器。

“在开发分子探针的同时，我们还发明了新的模式，并设计了一系列新的仪器来采集活细胞的高维和超分辨率细节。

在我的演讲中，我将介绍新的纳米光子“Super Dots”系列的最新科技进步，该系列可以在纳米尺度上将红外光子向上转换为强可见光。每一个Super Dot都可以高掺杂10^4个以上的镧系离子，以获得高亮度和非线性光学响应。此后，人们发现了它的若干迷人特性，可实现高通量的生物发现、数据存储、单纳米粒子发光和高安全级别的防伪应用，并确立了单分子运输跟踪、超分辨率显微镜、纳米级测温以及最近的超大容量单分子数字测定和光学镊子领域的纪录。我们的研究将实现在单分子和活细胞的生理环境中对其进行超分辨率成像，以观察亚细胞区室的工作，并了解活细胞内的纳米级世界。这将提供一个类似于Google“街景”的新型工具包，使研究人员能够“深入”观察亚细胞“实时活动”的细节，解码复杂的生命科学机制，并在健康问题恶化之前发现它们。”

生平

Gibson教授于2004年在拉筹伯大学获得博士学位。2005-2009年，他担任Quantum Communications Victoria (QCV)的光子学开发工程师，在那里他和同事设计并开发了澳大利亚第一个商业量子安全产品(QCV SPS 1.01)。2011年，他获得了澳大利亚研究理事会（ARC）颁发的下一代传感、生物诊断和量子设备混合金刚石材料Future Fellowship。Gibson教授目前兼任皇家墨尔本理工大学助理副院长（物理学）、皇家墨尔本理工大学纳米生物光子学ARC卓越中心副主任和节点负责人以及皇家墨尔本理工大学Lawrence Wackett爵士国防中心副主任职务。他在金刚石、荧光纳米探针、宽带隙材料、单光子源、量子传感器、混合纳米材料集成、纤维光学、光子学、生物光子学、光学、共焦和原子力显微技术等领域有广泛的研究兴趣，已发表100多篇有援引价值的期刊论文。

摘要

纳米级生物光子学：使用多模态成像来了解身体的内部运作

基于光的成像和传感工具可以帮助我们了解活体细胞内及其周围发生的复杂化学和分子过程[1]。荧光纳米金刚石(NDS)是一种有吸引力的纳米级工具，它具有的一系列独特特性令它们在生物成像和生物传感应用领域很受欢迎[2]。它们的荧光是通过原子缺陷（如负电荷氮空位中心）的光学激发在金刚石晶格内产生的。拥有长波长发射、高亮度、无光漂白、无光闪烁、纳米尺寸、室温下对磁场和微波场的灵敏度，以及超常的化学降解抗性，使NDS几乎成为理想的荧光生物成像纳米探针[3]。我将详细阐述这些令人兴奋的特性，并通过一些示例说明表面功能对其荧光特性的影响[4]，它们在生物系统中作为pH值[5]和过氧化氢感应[6]用荧光探针的用途，以及颗粒大小对生物介质中纳米金刚石荧光和胶体特性的影响[7]。此外，我还将阐述混合生物传感应用，包括将ND纳入聚己内酯[8]和丝绸[9]电纺材料。

生平

Karthik Mallilankaraman博士在印度马德拉斯大学获得了医学微生物学博士学位。后来转到宾夕法尼亚州费城的宾夕法尼亚大学，师从David Weiner教授完成开发基孔肯雅病毒DNA疫苗的博士后研究工作。随后，他转到费城天普大学研究线粒体钙单向转运体，在那里他发现了单向转运体MCUR1的调节亚基，并发现了单向转运体的看门基因，这建立了线粒体钙摄取的定位点。由于这些贡献，他获得了生物物理学会颁发的“2013 Young Bioenergeticist Award”。为了进一步了解线粒体基质钙调节，他重返宾夕法尼亚大学（Foskett实验室），从事线粒体钙单向转运体的调节机制研究。Karthik博士于2015年移居新加坡，在新加坡国立大学YLL医学院生理学系启动了他的独立研究小组。

摘要

线粒体钙单向转运体复合物的复杂调节

真核生物的细胞呼吸以有氧和无氧两种模式进行；但大部分能量来自有氧呼吸。需氧期发生在称为线粒体的细胞器内，分为两个步骤：克雷布斯循环和电子传递链。线粒体有时被称为细胞的“发电厂”，因为这些细胞器是细胞中大部分三磷酸腺苷(ATP)的供应源。值得注意的是，有氧呼吸由一个重要的第二信使钙进行调节。线粒体基质的钙在克雷布斯循环和电子传递链中都起着辅助因子的作用。

我的演讲将侧重于钙如何通过嵌入线粒体内膜的严格调节离子通道进入线粒体基质。线粒体钙单向转运体(MCU)是定位在线粒体内膜(IMM)的Ca2+选择性离子通道，它介导Ca2+从细胞质摄入线粒体基质，以调节代谢、细胞死亡和细胞质Ca2+信号发送。线粒体Ca2+单向转运体是一个蛋白质复合体，包括成孔亚基MCU和辅助蛋白（包括MICU1、MICU2、MCUR1和EMRE）。我们发现MCUR1是单向转运体的正调节蛋白，还发现MICU1对MCU的把关作用。MCUR1的缺失会削弱线粒体钙的摄取，削弱ATP的产生，从而激活AMPK介导促活自噬。但MICU1的缺失会导致组成型MCU激活、在细胞质[Ca2+]较低时线粒体Ca2+摄取增强及线粒体Ca2+过载。我们率先证明了MICU1具有把关功能，可在原位使单向转运体的渗透性降到1-3 μM外部游离Ca2+的阈值以下，以防止基础条件下发生线粒体Ca2+过载。虽然对MICU1的定位存在争议，但大多数研究（包括我们最近的工作）表明，MICU1和MICU2存在膜间空间定位。因此，线粒体在低Ca2+条件下免受Ca2+消耗的影响，在正常静息条件下免受Ca2+过载的影响，这得益于一种独特分子复合物的保护，该复合体涉及IMM两侧的Ca2+感受器、MICU1和IMS侧的MICU2以及单向转运体复合物的未知基质Ca2+感应成分。

生平

Shaoling Qi是奥林巴斯（中国）的生命科学高级产品经理。她于2009年从清华大学生命科学学院获得硕士学位后，立即加入了Olympus Life Science，担任应用专员。凭借在高级显微术领域多年的实践经验和应用知识，Shaoling帮助科学家们找到和应用成像解决方案，以支持和推进他们的研究目标。她目前负责中国区的定制业务，并负责生命科学产品的管理、市场营销和高端成像系统的销售支持，如共焦、多光子和超分辨率技术。

摘要

使用奥林巴斯的IXplore SpinSR系统呈现活细胞中令人惊叹的细节

活细胞超分辨率成像现在是生命科学、临床研究和再生医学研究领域日益增长的应用趋势。但总是需要在空间分辨率、时间分辨率和光毒性之间做出让步，这使研究细胞中的精细结构动力学成为一项重大挑战。我们已经开发了软硬件解决方案来克服这些挑战。在本场会议上，我将阐述奥林巴斯的IXplore SpinSR系统如何将速度、灵敏度和分辨率结合起来，进行兼容活细胞的超分辨率成像。我还将介绍几个奥林巴斯IXplore SpinSR系统发挥作用的应用实例。

生平

Bin Guan博士目前是上海交通大学农业与生物学院的博士后研究员。Bin Guan于2021年在中国科学院分子植物科学CAS卓越中心植物分子遗传学国家重点实验室获得遗传学博士学位。他的研究兴趣包括磷脂和自噬。

摘要

一种常见合成抗生素的线粒体迁移：一种非基因毒性癌症治疗方法

相分离在植物和动物细胞的各种生理和信号传递过程中发挥着重要作用，它会形成相对独立的空间域，从而选择性地富集分子并形成独特的结构。自噬是真核细胞中一种高度调控的降解机制，已被证明可以降解液体浓缩物，前自噬体结构(PAS)也会经历液-液相分离以调节自噬体的形成。尽管泛素样蛋白ATG8在修饰自噬体和将特定载体吸收到自噬体的过程中起着核心作用，但目前还不清楚ATG8是否经历相分离以调节自噬体的生物合成。在这项研究中，系统的细胞学观察揭示，拟南芥ATG8e可以在体内和体外进行相分离，其N端的内在无序区(IDR)参与相分离的形成。用相分离抑制剂处理和对遗传物质的观察表明，ATG8e的液-液相分离在自噬中起重要作用。进一步的研究表明，自噬相关蛋白ATG3能增强ATG8e的相分离，进而促进自噬。值得注意的是，ATG8e在酵母和哺乳动物中的同源物Atg8和LC3（三个构件）的N端区域也是IDR，这表明哺乳动物LC3和酵母Atg8之间可能存在相分离，并且相分离参与哺乳动物细胞的自噬调节。该研究证明了自噬中存在相分离及其重要性，为深入研究自噬的分子调节机制提供了重要线索。

生平

Jong Seung Kim于1993年在得克萨斯理工大学化学和生物化学系获得博士学位。他还在休斯顿大学有一年的博士后研究经历。目前，他是首尔高丽大学化学系的正教授。自2014年以来，他一直是韩国科学技术研究院的成员。他在知名期刊上发表了约530篇论文，h指数为104。他的研究兴趣是有机化学在药物输送和各种病症诊疗学中的应用，包括阿尔茨海默病和恶性肿瘤及其超分辨率成像。自2014年以来，他一直被评为高引用率研究人员。

摘要

一种常见合成抗生素的线粒体迁移：一种非基因毒性癌症治疗方法

治疗引起的核DNA病变而导致的肿瘤复发是癌症治疗中的一个重大问题。目前，有关潜在非基因毒性药物实例的报道很少。Kim博士在此阐述了一种产生此类线索的新方法，它涉及环丙沙星的线粒体再定位，而环丙沙星是最常见的合成抗生素处方药之一。合理设计的共轭策略涉及将环丙沙星与一个三苯基磷酸盐基团链接起来（给出线索Mt-CFX），该策略被用来提高环丙沙星在癌细胞线粒体中的浓度。对这种提议定位的支持来自带有荧光探针的Mt-CFX的类似物。Mt-CFX在线粒体中的定位会引起对蛋白质、mtDNA和脂质的氧化损伤。使用Mt-CFX时，出现了有利于mtDNA损伤而非nDNA的严重偏差，而对于几种经典的癌症化疗药物，则得到了相反的结果。Mt-CFX被发现在异种移植小鼠模型中产生了统计学意义上的癌细胞生长减少。事实还证明，它一般具有很好的耐受性。总之，这些发现使Kim博士和他的同事们认为，抗生素的线粒体再定位可能成为产生抗癌线索的有用方法，这些线索通过选择性地诱导线粒体介导氧化损伤促进细胞死亡。

生平

Xueliang Zhu博士分别于1985年和1988年在中国科技大学生物系获得学士学位和硕士学位，并被聘为助理讲师。1990-1994年，为完成学位论文，他以联合研究生身份前往美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校和得克萨斯大学圣安东尼奥健康科学中心生物技术研究所，1995年他从中国科学院上海细胞生物学研究所获得博士学位。1995-1997年在中科院上海生命科学研究中心完成博士后培训后，他成为该中心的PI。1999年他调往上海生物化学与细胞生物学研究所。他是一名细胞生物学家，主要兴趣领域是依赖细胞骨架的亚细胞结构和功能。

摘要

更高、更快、更强：细胞骨架相关活动的荧光成像

时空分辨率是亚细胞结构或其动态活动成像的主要限制因素。例如，纤毛的直径约为250 nm，但其含有的精美超微结构和双向鞭毛内运输（IFT）机制对蛋白质导入细胞体和细胞体导出蛋白质至关重要。此外，运动纤毛可以迅速跳动（10 Hz或更高），而每个细胞可有几百根纤毛。在本次演讲中，Zhu博士会分享他和同事在研究期间取得的一些成像经历，这些经历甚至可与最新的尖端荧光显微镜相媲美。

生平

Mitsuru Araki先生是奥林巴斯（中国）销售支持部的副总经理。他拥有日本东北大学应用物理学学士学位。他于2009年加入奥林巴斯（日本），担任技术服务工程师。2012年，他调往奥林巴斯（印度），建立了一个显微镜业务技术服务团队。2015年，他调回日本，出任产品经理职位，负责中国生命科学市场的成像软件和销售支持业务。2020年，他调往奥林巴斯（中国），目前负责生命科学产品营销和销售支持业务。

摘要

现场演示：使用奥林巴斯IXplore™自旋系统和cellFRAP模块进行快速、准确和灵活的光操纵

光操纵是研究活细胞中蛋白质动力学的各种成像技术（如FRAP、FLIP、光活化、解笼锁等）的必备要素。例如，在FRAP中，细胞中的荧光染料或荧光标记蛋白质的特定区域会被漂白，通过观察荧光的恢复情况来检查靶标的流动性。这些成像技术被应用于各个应用领域；但在动态运动的活细胞中，准确刺激靶标仍然具有挑战性。奥林巴斯的IXplore Spin系统提供快速的共焦成像，并且我们的cellFRAP模块可实现准确、快速和灵活的光刺激。在本场会议上，我们将演示IXplore Spin和cellFRAP组合对FRAP实验的益处。

生平

Srivats Hariharan先生是奥林巴斯亚太（APAC）地区的应用和营销经理。他拥有新加坡南洋理工大学的机械工程学士学位。并在生物医学研究实验室和A*STAR显微镜核心设施工作过，在此期间，他为研究人员提供共聚焦和活细胞成像技术方面的支持，并帮助设置单分子超分辨率和光片显微镜。他于2011年加入奥林巴斯新加坡生命科学团队，担任产品经理，负责支持东南亚和台湾地区的科研客户和业务合作伙伴。他目前负责APAC的所有与生命科学营销相关的活动。

摘要

现场演示：奥林巴斯FLUOVIEW™ FV3000近红外共焦激光扫描显微镜

双光子激发显微镜（如奥林巴斯FVMPE-RS系统）长期以来一直被视为深层成像的理想选择，因为它们使用的红外激光散射较少，并可显著减少固定和活体生物样品中的光漂白和光毒性。但市场对能够利用近红外（NIR）进行荧光多路复用、深层成像和活细胞成像的单光子系统（如奥林巴斯FV3000激光扫描共焦显微镜）的需求越来越大。结合奥林巴斯先进的X Line和A Line物镜，NIR成像可以提供生物样本深处的高分辨率清晰图像。有机染料和荧光蛋白（包括Cy7、Cy7.5、Alexa Fluor750、Alexa Fluor790和iRFPs）现在可以与可见光范围内的常规标记物一起轻松成像。在本场会议上，我们将演示如何设置和使用奥林巴斯FV3000显微镜进行NIR成像。

生平

Lin博士于2010年在新加坡国立大学获得博士学位，从事生物物理学研究。2009年，他加入奥林巴斯，担任技术和应用专员，负责基于激光的高端成像系统。2012年，Lin决定回到中国，在Photometrics（一家领先的科学相机制造商）任职。在那里，他起初担任应用专员，后来成为地区销售经理，最后成为亚太地区的科学销售经理。2021年，Lin回到新加坡，加入奥林巴斯新加坡公司，担任产品和应用经理。Lin在各种科学数字成像技术（包括各种相机技术）方面拥有丰富的经验。

摘要

现场演示：奥林巴斯FLUOVIEW™ FV3000近红外共焦激光扫描显微镜

双光子激发显微镜（如奥林巴斯FVMPE-RS系统）长期以来一直被视为深层成像的理想选择，因为它们使用的红外激光散射较少，并可显著减少固定和活体生物样品中的光漂白和光毒性。但市场对能够利用近红外（NIR）进行荧光多路复用、深层成像和活细胞成像的单光子系统（如奥林巴斯FV3000激光扫描共焦显微镜）的需求越来越大。结合奥林巴斯先进的X Line和A Line物镜，NIR成像可以提供生物样本深处的高分辨率清晰图像。有机染料和荧光蛋白（包括Cy7、Cy7.5、Alexa Fluor750、Alexa Fluor790和iRFPs）现在可以与可见光范围内的常规标记物一起轻松成像。在本场会议上，我们将演示如何设置和使用奥林巴斯FV3000显微镜进行NIR成像。