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JS金沙:超分辨成像与智能计算团队介绍

一、师资队伍

徐帆(教授、博士生导师,特立青年学者,国家级青年人才,中国计算机学会生物信息学专委会执行委员,中国医药生物技术协会生物医学成像技术分会委员)。长期从事超分辨成像与智能计算领域的研究,致力于开发先进的成像技术,用机器学习的方法实现了在纳米尺度可视化和理解复杂的生物结构及其相互作用,为生命活动的观测提供新的技术手段。研究涉及显微成像、数值模拟、机器学习、高性能计算、量化分析等,涵盖超分辨率领域的多个方面。

代表性论著涵盖Nature Methods、Cell Research、Protein & Cell、Bioinformatics、Biomedical Optics Express等多个国际顶级期刊,研究成果得到诺贝尔奖得主W. E. Moerner教授的高度评价,受到多家媒体的关注和报道。

曾获中科院计算所所长特别奖和中科院百篇优秀博士论文。主持、参与多个国家级科研项目。担任国家自然科学基金委、教育部、工业和信息化部的项目和人才评审专家。担任Journal of the American Chemical Society、Fundamental Research、Optics Express、Biomedical Optics Express、Optics Letters等国际期刊审稿人。

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二、团队简介

本研究团队聚焦超分辨成像与海量生物数据的智能计算,建立超分辨显微成像和信息重建平台,打造多学科交叉的人才队伍,实现物理光学、生命科学和计算科学交融的科学环境,促进分子尺度的原位生物学研究和定量分析。通过探索“设备-算法-应用”的一体化研究模式实现对复杂生物样品的高分辨探测和多维光信息提。贫直嫦晕⒊上褡远、智能化发展。团队主要研究方向包括:图像感知和智能计算、光学显微仪器设计、生物成像和量化分析。更多内容请访问团队网站:www.xulab.cc。

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三、人才培养

超分辨显微技术的发展涉及多个学科,包括计算科学、物理光学和生命科学等,领域中学科交融推动技术的不断发展、革新。国内外研究人员通过优化成像设备、算法、荧光探针发展了一系列新型成像技术。团队的人才培养将聚焦基础性和前沿性的科学问题,注重交叉融合,通过将物理驱动的底层光学设计,数据驱动的成像算法开发,与应用驱动生物功能探索相结合。跨尺度的信息整合将会为物理科学、信息科学与生命科学的交叉融合提供帮助,并对生物学探究过程的精细化和定量化方面起到重要的推动作用。团队与领域内资深的专家团队均有深入的合作,包括中国科学院生物物理研究所、中国科学院计算技术研究所、北京大学、普渡大学、印第安纳大学医学院、哈佛大学等。

JS金沙在计算科学、仪器科学、生命科学具有学科优势,拥有多个国家级重点实验室和科研平台。希望团队交叉融合的优势和背景,结合学校的优势学科,能助力各位青年才俊更好的成长,有更广阔的舞台!

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四、代表性科研成果

文章:

1. Shan Gao#; Fan Xu#; Hongjia Li; Fudong Xue; Mingshu Zhang*; Pingyong Xu*; Fa Zhang*; DETECTOR: structural information guided artifact detection for super-resolution fluorescence microscopy image, Biomedical  Optics Express , 2021, 12(9): 5751-5769. #Co-first authors.

2. Fan Xu#, Donghan Ma#, Kathryn P MacPherson, Sheng Liu, Ye Bu, Yu Wang, Yu Tang, Cheng Bi, Tim Kwok, Alexander A Chubykin, Peng Yin, Sarah Calve*, Gary E Landreth*, Fang Huang*, Three dimensional nanoscopy of whole cells and tissues with in situ point spread function retrieval,  Nature Methods , 2020, 17(5), 531-540. #Co-first authors.

3. Hongjia Li#, Fan Xu#, Shan Gao, Mingshu Zhang, Fudong Xue, Pingyong Xu*, Fa Zhang*, Live-SIMBA: an ImageJ plug-in for the universal and accelerated single molecule-guided Bayesian localization super resolution microscopy (SIMBA) method,  Biomedical Optics Express , 2020, 11(10), 5842-5859. #Co-first authors.

4. Sha An#, Karl Ferdinand Ziegler#, Peiyi Zhang, Yu Wang, Tim Kwok, Fan Xu, Cheng Bi, Sandro Matosevic, Peng Yin, Tongcang Li*, Fang Huang*, Axial plane single-molecule super-resolution microscopy of whole cells, Biomedical Optics Express, 2020, 11(1), 461-479, 2020.

5. Mingshu Zhang#, Zhifei Fu#, Changqing Li#, Anyuan Liu, Dingming Peng, Fudong Xue, Wenting He, Shan Gao, Fan Xu, Dan Xu, Ling Yuan, Fa Zhang, Zhiheng Xu, Tao Xu*, Pingyong Xu*, Fast super-resolution imaging technique and immediate early nanostructure capturing by a photoconvertible fluorescent protein, Nano Letter, 2019, 20(4), 2197-2208.

6. Yu Li#, Fan Xu#, Fa Zhang, Pingyong Xu, Mingshu Zhang, Ming Fan, Lihua Li, Xin Gao*, Renmin Han*, DLBI: deep learning guided Bayesian inference for structure reconstruction of super-resolution fluorescence microscopy,  Bioinformatics , 2018, 34(13), 284-294. #Co-first authors.

7. Fudong Xue, Wenting He, Fan Xu, Mingshu Zhang, Liangyi Chen, Pingyong Xu, Hessian single-molecule localization microscopy using sCMOS camera, Biophysics Reports, 2018, 4(4), 215-221.  

8. Fan Xu#, Mingshu Zhang#, Wenting He, Renmin Han, Fudong Xue, Zhiyong Liu, Fa Zhang*, Jennifer Lippincott-Schwartz*, Pingyong Xu*, Live cell single molecule-guided Bayesian localization super resolution microscopy,  Cell Research , 2017, 27(5), 713-716, (highlighted in  Nature Methods ). #Co-first authors.

9. Fan Xu, Mingshu Zhang, Zhiyong Liu, Pingyong Xu*, Fa Zhang*, Bayesian localization microscopy based on intensity distribution of fluorophores,  Protein & cell , 2015, 6(3), 211-220.

10. Renmin Han, Liansan Wang, Fan Xu, Yongdeng Zhang, Mingshu Zhang, Zhiyong Liu, Fei Ren*, Fa Zhang*, Drift correction for singlemolecule imaging by molecular constraint field, a distance minimum metric,  BMC Biophysics , 2015, 8(1), 1.  

11. Gongming Wang*, Fan Xu, Precise improvement of ISAF reconstruction algorithm based on the computational radius of density function,  Bio-medical materials and engineering , 2014, 24(6), 3787-3795.

12. Fan Xu, Fa Zhang, Xiang Chen, Zhiyong Liu, A siRNA prediction method combining sequence and secondary,  International Symposium on Bioinformatics Research and Applications (ISBRA2013), North Carolina, U.S., May 2013.

专利:

1. Fan Xu, Fang Huang, Donghan MA; Pinpointing single molecule positions with in situ point spread function retrieval for three dimensional nanoscopy of whole cells and tissues, 2020, U.S., WO2021026381A1

2. 徐平勇,张法,徐帆,张名姝,贺文婷; 一种贝叶斯显微成像方法,2016,中国,CN201610282305.5A

科研项目:

1. 国家级青年人才项目

2. 国家自然科学基金面上项目

3. JS金沙特立青年学者项目


(撰稿人:徐帆;数据截止到2023年12月)


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