李栋：看清细胞更深处（讲述·弘扬科学家精神）( 二 ) 本文转自：人民日报李栋在实

李栋首创的高数值孔径非线性结构光照明显微镜技术一举打破了100纳米局限，把活细胞高速成像的光学分辨率提高到60纳米，让科学家们有机会在活细胞中清晰地看到生命活动的精细动态。这一成果登上了2015年《科学》杂志封面。
“搞科研不能单打独斗，需要科学家们携手攻关”
2015年，李栋来到中科院生物物理所，从事超分辨显微成像技术研制及其生物学应用研究。
物理、光学工程、自动化控制、精密机械设计……李栋所在团队现有20多人，涵盖8个学科方向。他们的工作包括物理原理应用、工程搭建、自动化控制、生物样本制备观测等多项内容。
“除了做好本职工作，李老师还要求我们掌握上下游知识。”中科院生物物理所副研究员王新禹说，在每周的跨小组交流会上，大家互相切磋，取长补短。工作间隙，李栋常在不同办公室之间走动，询问研究进展，及时答疑解惑。
学科交叉的优势逐渐凸显：借助掠入射结构光超分辨成像技术，发现了多种细胞器互作新行为，这一成果入选科技部遴选的2018年度中国科学十大进展；开发深度学习超分辨显微成像算法，在不同成像条件下均可实现最优的超分辨图像重建效果；研制三维高时空分辨生物力学显微镜系统，将生物力三维测量的空间和时间精度提升了5倍……
“搞科研不能单打独斗，需要科学家们携手攻关。”李栋说。多年来，李栋与国内外近30个实验室开展密切合作，做出多项重大原创成果。
2019年的一天，李栋和同事晚饭后散步时，研究员高璞提到实验中的一个有趣现象。李栋很感兴趣，他们边聊边走进实验室，然后深入研究这一问题。此后，他们又邀请同所的另一位同事邓红雨，一起全力攻关。2021年5月，研究成果在《分子细胞》发布。这项研究首次发现病原微生物可以调控宿主细胞内相分离的现象，拓展了人们对大分子相分离调控复杂性的认识。
“学习能力超强” ，这是北京大学未来技术学院分子医学研究所教授罗金才对李栋的评价。第一次见面，李栋就问了他许多生物学方面的问题。共同的兴趣使得他们当即决定，运用李栋发明的活细胞超高分辨率成像系统去研究内皮细胞分泌过程中微丝骨架环的形成方式及其调控机制。2017年，相关成果在《自然通讯》发表，罗金才称赞李栋“完全进入了生物学领域” ，而李栋则称自己为“二手生物学家” 。
“时间不等人，我们只是刚刚出发”
留学期间，李栋发现国外的生物学家可以用最先进的光学显微镜乃至原理样机进行观测，而中国科学家常要等高端光学显微镜的原理样机产品化后才能使用，这往往需要很多年。光学工程专业相对冷门，很多人中途转行了，但李栋选择了坚守，他想让中国科学家尽早用上先进的光学显微镜。
走进李栋的实验室，只见一个个工作台上，密密麻麻摆放着各式各样的显微镜。大量光学元件组成了复杂的链路，每一个元件的位置、角度，都经过了精心调试。
“这是我们研制的多模态结构光超分辨智能显微镜……”指着工作台上一台样机，李栋如数家珍。这套系统集成了6种照明方式，可根据不同的生物问题，灵活选择最合适的成像模态，达到最佳超分辨成像效果。通俗地说，可以用每秒684幅的速度（相当于27倍电影放映速度），用95纳米分辨率（相当于头发丝直径的两千分之一），呈现全细胞范围内的生命过程。
为了提高系统稳定性，在样机完成后，他们还不断修改机械结构和光学结构，光图纸就有100多个版本。两年内，显微镜的体积缩小了3/4 ，设备稳定工作时间从一周延长到一年无需校准，他们成功地将一个试验室使用的科研设备变成了通用的产品。从设想的提出到落地，整整花了11年时间。