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主要从事运用脉冲激光而构建的光学成像系统在生物组织和新型材料的成像极限方向的研究。尤其是在生物组织的成像速度、成像深度,以及新型材料的成像分辨度方面取得重要成果。开发了一种超高速高光谱受激拉曼显微镜系统。该系统将一个拉曼光谱的采样速度提高到了5微秒级别(目前该领域国际最快成像速度),从而可以实现生物的活体成像。还开发了一种微小化的光声探头用于心血管疾病的研究和诊断。这个技术可以实现厘米级别的成像深度,从而量化胆固醇板块在血管内壁上的分布。此外,开发了一种饱和瞬态吸收显微镜技术,可以对特定的纳米材料进行超分辨成像并且不用任何荧光的辅助,从而拓展了光学超分辨成像的应用范围。以第一作者身份在国际重要刊物Science Advances,以及Nature Photonics (IF = 31.2)发表。除了基础研究,王璞教授十分注重技术的商业化转移,并一直致力于光学成像技术的产业内应用和开发。
在追求生物组织和新型材料的光学成像极限方面,王璞教授做出以下几项贡献:
1)基于飞秒激光脉冲的高光谱拉曼分子影像技术是当今观察微观世界的重要成像技术。该技术突破了传统荧光染色的局限,可以直接通过标记样品的分子振动来成像。但是其较慢的成像速度限制了该技术对生物活体的成像。在读博士期间,开发了一种高速的高光谱受激拉曼显微镜技术。该技术将一个拉曼光谱的采样速度提高到了5微秒级别,并且不受组织散射的影响,从而可以被用于生物的活体成像。该技术发表于Science的子刊,Science Advance,填补了领域空白,多次获得媒体报道,并被The Scientist评为2015年4大技术突破之一。
2) 受限于生物样品对光的吸收和散射,传统的光学成像深度被限制在几个毫米的量级。王璞教授主导了基于分子震动的光声成像的研究,并开发了一种微小化的光声探头,可以实现厘米量级的成像深度。该技术可以量化胆固醇板块在血管内壁上的分布,从而用于心血管疾病的研究和诊断。
3) 超分辨显微镜在2014年获得了诺贝尔奖。但是超分辨显微镜脱离不开荧光探针。王璞教授开发了一种叫做饱和瞬态吸收显微镜的技术,可以对特定的纳米材料进行成像并且不用任何荧光的辅助,从而拓宽了光学超分辨的应用前景。该技术发表在Nature的子刊,Nature Photonics中, 并被当期Nature Photonics重点介绍,之后还被收录到多本专业图书中(Cryogenic Super-Resolved Fluorescence Microscopy; The Current Trends of Optics and Photonics)。
4)除了基础研究,王璞教授也十分注重技术的商业化开放。申请人博士毕业后与普渡大学教授程继新博士共同创立了Vibronix公司,从而快速有效的商业化实验室的科技成果。通过参加多次国内外创新创业计划大赛和美国NIH以及NSF的小企业资助计划的申请,作为公司CEO的申请人为Vibronix公司共募集资金约100万美元。