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李栋在试验室里调试设备。

(材料图片仅供参考)

记者施芳摄

人物手刺

李栋，1983年生，云南个旧人。我国科学院生物物理所研讨员、生物大分子国家重点试验室研讨组长，首要从事超分辩显微成像技能研发及其生物学运用研讨，体系把握了超分辩显微镜的要害技能，提出了新的成像办法，要害目标抵达世界领先水平；研讨作用“掠入射结构光超分辩成像技能发展与运用”当选2018年度我国科学十大发展；曾获我国科学院青年科学家奖等多项荣誉。

又是一个深夜，我国科学院生物物理所一间俭朴的作业室里，李栋时而快速敲击着键盘，时而盯着三个规范显示屏巨细的电脑屏幕凝思考虑。死后的白板上，画着光谱图、光路和交融基因结构。

“生命科学是各个学科的交汇点，是一个蕴含着无限或许的研讨范畴”

李栋出生于云南个旧的一个彝族家庭，当护理的母亲期望他学医。2002年，填写高考自愿时，李栋对浙江大学光学工程专业很感爱好，便填写并成功被选取。开学第一课，当看到教师用自主研发的高速摄像机拍照的视频时，李栋被深深地震慑了。

“我来对当地了，一定要像长辈们相同干出一番作业来！”李栋暗下决心。大学4年，他除了去自习室学习，就泡在试验室。他不满足于把握一个个常识点，而是下功夫梳理了学科的常识体系。后来，李栋攻读博士时，开端触摸“生物光子学”这一穿插学科，“生命科学是各个学科的交汇点，是一个蕴含着无限或许的研讨范畴。”

相较电子显微镜，光学显微镜能对恣意蛋白分子在活体条件下进行接连追寻，关于生物学研讨含义严重。但长久以来，光学显微成像技能受制于阿贝极限，分辩率无法超越200纳米，不足以看清动辄几纳米、几十纳米的生物大分子。

为了打破阿贝极限，2011年，在做博士后期间，李栋挑选了其时较为冷门的一条研讨途径——结构光照明。

两个正弦函数相乘，波函数的频率会添加。李栋从这个数学公式中找到创意：给出两个不同色彩的光源，让它们的波峰与波峰相互叠加，然后打破原有的极限，就能大大地进步分辩率。

这一思路对光学体系的色差纠正极为严苛。比如，怎么完成两种激起光波函数的“波峰对波峰，波谷对波谷”？波函数的周期将近150纳米，而光学显微镜的成像视界大约为50000纳米，这就意味着，要在半根头发丝粗细的成像视界中，调整两个别离出现3000多个周期的波函数。假使两个波函数没有对齐，又该怎么查验？

将近两年时刻里，李栋阅读了很多文献，模拟计算剖析，终究与合作者开宣布新的软件算法，仅需运用规范的光学元件，优化不同波长结构照明的周期，即可补偿不同波长之间的色差，并开宣布相应的高雄率校准流程，使得“结构光激活、结构光激起”的思路能够在工程上施行。

转瞬到了2012年年底，窗外下着大雪，试验室内仍然繁忙。取了样本细胞，李栋开端测验新技能计划的作用。

显微镜下，从衍射极限分辩率100纳米再到60纳米，细胞内微丝骨架的头绪逐步明晰。盯着屏幕，高兴从心底延伸开来，李栋只觉得看不行，干脆把比照图作为屏保，一遍遍地给搭档们介绍。

李栋创始的高数值孔径非线性结构光照明显微镜技能一举打破了100纳米限制，把活细胞高速成像的光学分辩率进步到60纳米，让科学家们有机会在活细胞中明晰地看到生命活动的精细动态。这一作用登上了2015年《科学》杂志封面。

“搞科研不能单打独斗，需求科学家们携手攻关”

2015年，李栋来到中科院生物物理所，从事超分辩显微成像技能研发及其生物学运用研讨。

物理、光学工程、自动化操控、精细机械设计……李栋地点团队现有20多人，包含8个学科方向。他们的作业包含物理原理运用、工程建立、自动化操控、生物样本制备观测等多项内容。

“除了做好本职作业，李教师还要求咱们把握上下游常识。”中科院生物物理所副研讨员王新禹说，在每周的跨小组沟通会上，咱们相互切磋，扬长避短。作业空隙，李栋常在不同作业室之间走动，问询研讨发展，及时答疑解惑。

学科穿插的优势逐步凸显：凭借掠入射结构光超分辩成像技能，发现了多种细胞器互作新行为，这一作用当选科技部遴选的2018年度我国科学十大发展；开发深度学习超分辩显微成像算法，在不同成像条件下均可完成最优的超分辩图画重建作用；研发三维高时空分辩生物力学显微镜体系，将生物力三维丈量的空间和时刻精度提升了5倍……

“搞科研不能单打独斗，需求科学家们携手攻关。”李栋说。多年来，李栋与国表里近30个试验室展开密切合作，做出多项严重原创作用。

2019年的一天，李栋和搭档晚饭后漫步时，研讨员高璞说到试验中的一个风趣现象。李栋很感爱好，他们边聊边走进试验室，然后深入研讨这一问题。尔后，他们又约请同所的另一位搭档邓红雨，一同全力攻关。2021年5月，研讨作用在《分子细胞》发布。这项研讨初次发现病原微生物能够调控宿主细胞内相别离的现象，拓宽了人们对大分子相别离调控杂乱性的知道。

“学习才干超强”，这是北京大学未来技能学院分子医学研讨所教授罗金才对李栋的点评。第一次碰头，李栋就问了他许多生物学方面的问题。一起的爱好使得他们当即决议，运用李栋创造的活细胞超高分辩率成像体系去研讨内皮细胞排泄进程中微丝骨架环的构成方法及其调控机制。2017年，相关作用在《天然通讯》宣布，罗金才称誉李栋“彻底进入了生物学范畴”，而李栋则称自己为“二手生物学家”。

“时刻不等人，咱们仅仅刚刚动身”

留学期间，李栋发现国外的生物学家能够用最先进的光学显微镜甚至原理样机进行观测，而我国科学家常要等高端光学显微镜的原理样机产品化后才干运用，这往往需求很多年。光学工程专业相对冷门，很多人半途转行了，但李栋挑选了据守，他想让我国科学家尽早用上先进的光学显微镜。

走进李栋的试验室，只见一个个作业台上，鳞次栉比摆放着林林总总的显微镜。很多光学元件组成了杂乱的链路，每一个元件的方位、视点，都经过了精心调试。

“这是咱们研发的多模态结构光超分辩智能显微镜……”指着作业台上一台样机，李栋如数家珍。这套体系集成了6种照明方法，可根据不同的生物问题，灵敏挑选最合适的成像模态，抵达最佳超分辩成像作用。浅显地说，能够用每秒684幅的速度（相当于27倍电影放映速度），用95纳米分辩率（相当于头发丝直径的两千分之一），出现全细胞范围内的生命进程。

为了进步体系安稳性，在样机完成后，他们还不断修正机械结构和光学结构，光图纸就有100多个版别。两年内，显微镜的体积缩小了3/4，设备安稳作业时刻从一周延长到一年无需校准，他们成功地将一个试验室运用的科研设备变成了通用的产品。从想象的提出到落地，整整花了11年时刻。

最近忙不忙？忙！今日去不去试验室？去！这是李栋和爱人在周末常常有的对话。李栋以攀爬珠峰作比如：“时刻不等人，咱们仅仅刚刚动身，或许还没有抵达攀爬科学顶峰的大本营，或许连大本营在哪里都不知道。”

记者手记

心胸酷爱勇攀顶峰

日子中的李栋默不做声，可一谈起作业却有说不完的话。

看似对立的性情却是一个科技作业者优秀品质的生动表现：对作业无比酷爱、心无旁骛、全身心投入。实际上，科研作业的成功不只依赖于智力因素，更重要的是专心和勤勉。

“要把科研不时放在心上，这样在日子中才会有不经意的惊喜。”这是李栋常常叮咛学生的一句话。做科研唯有心胸酷爱，不计功利得失，不惧艰难险阻，才干抵达一个个顶峰，获得不普通的成果。