湖南大学团队在拉曼高光谱成像领域取得重要进展

时间:2026-03-02 编辑:高考加油站

　　拉曼高光谱成像被誉为识别分子“指纹”的超级显微镜，在精准医疗、生物检测、药品质量控制和新材料研发等领域具有重要的应用价值。传统成像方式为获取清晰图像，通常需要提高激光功率或延长扫描时间，但高功率激光容易对样品造成热损伤，而过长的采集时间则难以满足快速检测和实时诊断的需求。鉴于拉曼信号天然极其微弱，如何在低能量、短时间条件下获得高质量图像，一直是拉曼高光谱技术迈向广泛应用的核心瓶颈。

　　近日，湖大团队在这一领域取得重要突破。研究发现，即便在极低激光功率、极短曝光时间采集到的数据中，仍然隐藏着可被智能算法挖掘的有效分子信息。基于这一发现，团队创新地将人工智能计算方法与拉曼光学成像系统相结合，提出了一种自优化学习的成像新方法。该方法能够在信号极其微弱的情况下，通过算法自动恢复出清晰、准确的分子指纹谱信息，从而在不损伤样本的前提下，大幅提升成像效率和质量。

　　这一突破为拉曼技术的广泛应用打开了新空间。未来，该技术有望在药物生产质量监控、早期疾病检测、微创医学诊断、食品与环境安全检测以及智能制造过程监测等领域发挥重要作用。

　　团队相关成果以“Self-optimized Spectral Distance for Low-Light High-Throughput Raman Hyperspectral Imaging”为题，发表在国际顶尖期刊 Nature Computational Science《自然·计算科学》上。论文通讯作者为湖南大学王耀南院士、陈卓教授和张辉教授，湖南大学为唯一通讯单位；人工智能与机器人学院博士后陈煜嵘、化学化工学院博士后王昚为共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金、科技部及湖南省科技厅等项目资助支持。

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