創新永不止步 助力儀器強國

徐艷慧

工欲善其事，必先利其器。現代科技發展實踐表明，科研儀器是科學研究不可或缺的工具和手段，誰在科研儀器上率先突破，往往誰就能占據科學研究的先發優勢。

在中國科學院生物物理研究所研究員紀偉看來，一個國家的科學儀器研發水平，不僅是科研實力的體現，更在很大程度上決定了其基礎科學研究的廣度和深度。特別是在建設世界科技強國的征程中，發展具有自主知識產權的高端科研儀器并盡快實現國產化，已成為一個不容回避的重要問題。

秉承著這一使命，紀偉多年來全身心致力于開發單分子定位超分辨成像技術，并拓展其在生命科學研究中的應用，為我國成為高端儀器強國添磚加瓦。

北上逐夢之路

2005年，剛從華中科技大學生物醫學工程專業本科畢業，紀偉便以一種殷切而又期待的心情踏上了北上尋夢之旅。在從武漢到北京的臥鋪火車上，他就開始和同行的老師探討將在北京搭建的第一臺儀器的光路設計方案，夢想著在中國科學院生物物理研究所這一科研殿堂盡情施展自己的科研抱負。

由于本科期間受到生物、電子、光學交叉學科背景的培養，紀偉在攻讀博士學位期間選擇了從事超分辨成像儀器研發并于2010年順利拿到博士學位。在當時大多數人選擇出國深造的大背景下，他卻堅定了自己要扎根生物物理所，為祖國的儀器研發事業作貢獻的決心。

2012年，紀偉參與了國家自然科學基金委重大科研儀器設備研制專項“光電融合超分辨生物顯微成像系統”的研制工作。在這一項目中，他們通過冷凍成像的方法來提高顯微鏡的分辨率，并通過精確冷凍光學導航在冷凍電鏡下觀察未知細胞結構。這一技術在當前的生命科學前沿及其交叉領域的研究中具有重要的應用。

熒光顯微成像分辨率在15年前被提高到20納米左右，并于2014年獲得了諾貝爾化學獎。近幾年紀偉和團隊研制出的新型干涉定位顯微鏡，將分辨率進一步拓展到納米尺度，研究成果于2019年和2021年連續發表在方法學權威期刊《自然方法學》，這些研究工作與馬普所曾獲得諾貝爾化學獎的研究團隊齊頭并進，用不同技術路線進一步突破了顯微鏡分辨率，能夠在納米尺度確定生物分子的精確定位。

自主創新儀器研究

要想成為科研強國，必須首先成為儀器強國。紀偉一直在儀器強國的道路上踐行，從未停止科研探索。“十幾年來，我們就聚焦在一件事情上，通過單分子成像的方法來突破顯微鏡的分辨率，為生命科學研究提供更多更好的研究工具。”紀偉說。

在這一目標的驅使下，紀偉主持研制了包括單分子干涉成像儀、超低溫單分子熒光成像光譜儀等中國科學院自主科學儀器研制項目。這些儀器具有納米尺度的光學分辨本領，可以在三維尺度上觀察生物大分子的分布和細胞器微小結構變化，在生命科學領域具有十分廣闊的應用前景。

基礎研究積累的前沿技術應服務于國家重大需求，紀偉也在踐行將科研成果寫在祖國大地上。他分別在中國科學院生物物理研究所和廣州生物島實驗室成立了研究課題組。“在北京的課題組主要做的是基于單分子定位成像的高端科研儀器研制，是面向世界科技前沿，而在廣州的課題組主要做用于臨床的單分子檢測設備，是面向國家重大需求和人民生命健康，兩個方向各有側重點。”紀偉說。

近些年來，我國科學儀器成果將進入重要的推廣應用階段。展望未來，他也希望能夠將團隊研發的科研技術落地，為我國“儀器強國”的目標實現而貢獻力量。