尖端科研中的“艺术品”

托马斯·迪林克　谢霜　邢江

托马斯·迪林克（Thomas J.Deerinck，下称迪林克）是一位生物医学科学家，从事显微影像研究已有近40年，现就职于美国加州大学圣地亚哥分校显微镜和影像国家研究中心（National Center for Microscopy and Imaging Research，简称NCMIR）。迪林克同时也是一位获过多个微观摄影奖项的摄影师，喜欢欣赏海边美景的他对于自然生命内部的微观世界也充满好奇，并致力于研发新技术推进生物医学显微影像的发展。2003年起，迪林克多次在尼康小世界微观摄影大赛（Nikon Small World Photomicrography Competition）中获奖，其作品登上过多家知名报纸、杂志和科研期刊，如《纽约时报》（The New York Times）、《国家地理》杂志（National Geographic）、《科学美国人》杂志（Scientific American）、《发现》杂志（Discover）等。他的作品被认为富有自然的启迪意味，并被作为摄影艺术品在纽约/巴黎/伦敦/上海等地的画廊展出。

科学家的工作是由无数次探索和发现组成的。通过以下根据迪林克给我们的采访回复整理出的他的自述文字，或许我们也可以有所体会—显微镜下的研究工作，不仅仅是一次次的科学探索，同时也是一段段神奇旅程，人们从中找寻蕴涵于生命内部的美丽世界。

显微摄影的艺术之美

多年前，我被Mark Ellisman博士—一位显微影像领域富有远见的先锋人士，介绍到位于美国圣地亚哥的NCMIR工作。年轻时，我受到很多摄影师的影响，包括传奇般的瑞典摄影师伦纳特·尼尔逊（Lennart Nilsson，1922～），他从1950年代开始拍摄大量在当时被看作是难以捕捉到的生物医学影像，这些作品改变了许多人对生命和生活的看法，也包括我。

每次将新的样本放到显微镜下观察，我都像一个首次造访新世界的探索者。看到自己身体中细胞和组织所呈现出来的美，人们经常会感到惊讶。比如，观者很容易将某些影像中的主体误认为是一大片花朵，而不是一群癌细胞。其实，许多人都没有意识到我们周围存在着一个极富魅力的微观世界，它的美堪比美国约塞米蒂（Yosemite）国家公园或者中国的九寨沟，只是大多数人无缘得见。

用看待艺术品的视角观察显微镜下的生物医学影像，可以帮助普通人发现生命的奇妙与美丽。它给了我们探索和亲近自然的机会，让我们欣赏到生命的精巧和特别之处。当然，通过这些影像，公众也会意识到生物医学研究的重要性—这关乎许多生命。当公众更多地了解和接触科学，社会发展也会受益。

成为显微摄影“红人”

我在实验室里的时间可以平均分成两部分，即研制新的显微摄影工具和探索更先进的显微摄影技术。科学家可以将这些成果用于自己的研究项目，其中大部分技术应用与各种人类疾病息息相关，如癌症、阿兹海默症、帕金森症，等等。

我每天很早来到实验室，几乎都是第一个，然后在没有任何干扰的情况下开始工作。NCMIR是一个相当大的实验室，里面活跃着细胞和分子生物学家、化学家、物理学家和计算机科学家，等等。虽然我们的工作领域各种各样，但都依赖先进的显微镜。大家在一起工作，实验室里永远都不缺热闹。

在NCMIR，我有机会与许多杰出的科学家一起工作，比如Michael Karin博士。他是加州大学圣地亚哥分校（University of California， San Diego，简称UCSD）的一位研究员，是癌症、炎症和代谢疾病领域的专家。在研究中，他培养出一种缺少某种关键蛋白质的转基因果蝇，发现这种关键蛋白质会导致衰老。这项研究很可能帮助人们在未来找到大幅延长寿命的方法。这项研究成果被著名的《科学》杂志发表，因此他需要一张绝妙的果蝇照片作配图，可能还会成为期刊封面。这次拍摄极为艰难，我使用了扫描电镜，被摄样本的尺寸不大于1毫米，还要拍出它飞行的样子。这需要一些技巧，但结果很令人满意（图03）。

还有一次，我的长期合作伙伴克雷格·温特尔（J.Craig Venter，1946～）博士打来电话，说他有一个很特别的样本，想让我用先进的电子显微镜观察一下。温特尔博士是世界知名的顶尖科学家之一，他的团队致力于人类基因组研究。他手中的很多研究项目都是最高机密，很少有人能接触到研究过程。我对拿其样本到显微镜下观察非常兴奋，因为那是首个在实验室里人工合成的生命体（图04）。尽管这个细菌在镜下不是特别美丽，但这个小东西的影响是深远的。

工作使用的拍摄设备

NCMIR是世界上拥有显微镜种类最多、最先进的实验室之一。在这里工作，我能直接接触到许多独一无二的显微镜。这些设备不仅可以借助光线工作，还能借助电子和X射线工作。如果你将显微镜看作一种特殊种类的相机，它所配置的都是“长焦镜头”。在这里工作对我这个“摄影师”来说，如同梦境般美妙。

当今，显微镜和生物医学影像的进步可谓日新月异。举例来说，我有幸与Roger Tsien（钱永健，1952～）博士合作20年。他的绿色荧光蛋白研究是显微镜及生物医学研究中的一项革新，某种意义上，这深刻影响着世界范围内数百万人的健康和幸福。绿色荧光蛋白可以让科学家利用分析生物学技术（molecular biology techniques）单独标记细胞和组织中的单个蛋白分子，使它们可以在显微镜下的黑暗环境中发出多彩的光线（对该领域的杰出贡献让Tsien博士获得了2008年诺贝尔化学奖）。这项技术让我们能够用荧光“画出”部分细胞和组织，理解它们在基本结构中的功能作用，这些照片也显示出隐藏着的深邃的自然之美。

同时，显微镜本身也发展得越来越先进。随着科技的创新，新型的光学显微镜可以不再受光的衍射的局限。我最钟爱的光学显微镜类型是能发射高能脉冲激光光束的显微镜，能够在照亮细胞和组织的同时产生许多色彩丰富的影像。这种器材很棒，每台都要几百万美元，不是每个科学家都有机会接触到。

样本准备是成功秘诀

想掌握显微摄影技术，需要大量的学习和实践。我认为，要想创作出色彩鲜艳的影像，最关键的秘诀在于精心准备拍摄样本。有时，我要花几天或几周来准备这些样本。我曾拍摄过大量关于人类和动物大脑的影像，这可以算是最富有挑战的工作之一。当时，我进行的准备工作非常细致：首先，将需要拍摄的样本通过一系列化学方法进行处理，然后用一种特殊机器将其切成薄片；接着，我对细胞的不同部分用特殊的荧光染色剂进行着色，这样在后期的激光束照射下，标记部分就会发光。如我所说，这个过程可能很困难，很费时间，但这努力是值得的。