尖端科研中的“藝術品”

托馬斯·迪林克　謝霜　邢江

托馬斯·迪林克（Thomas J.Deerinck，下稱迪林克）是一位生物醫學科學家，從事顯微影像研究已有近40年，現就職于美國加州大學圣地亞哥分校顯微鏡和影像國家研究中心（National Center for Microscopy and Imaging Research，簡稱NCMIR）。迪林克同時也是一位獲過多個微觀攝影獎項的攝影師，喜歡欣賞海邊美景的他對于自然生命內部的微觀世界也充滿好奇，并致力于研發新技術推進生物醫學顯微影像的發展。2003年起，迪林克多次在尼康小世界微觀攝影大賽（Nikon Small World Photomicrography Competition）中獲獎，其作品登上過多家知名報紙、雜志和科研期刊，如《紐約時報》（The New York Times）、《國家地理》雜志（National Geographic）、《科學美國人》雜志（Scientific American）、《發現》雜志（Discover）等。他的作品被認為富有自然的啟迪意味，并被作為攝影藝術品在紐約/巴黎/倫敦/上海等地的畫廊展出。

科學家的工作是由無數次探索和發現組成的。通過以下根據迪林克給我們的采訪回復整理出的他的自述文字，或許我們也可以有所體會—顯微鏡下的研究工作，不僅僅是一次次的科學探索，同時也是一段段神奇旅程，人們從中找尋蘊涵于生命內部的美麗世界。

顯微攝影的藝術之美

多年前，我被Mark Ellisman博士—一位顯微影像領域富有遠見的先鋒人士，介紹到位于美國圣地亞哥的NCMIR工作。年輕時，我受到很多攝影師的影響，包括傳奇般的瑞典攝影師倫納特·尼爾遜（Lennart Nilsson，1922～），他從1950年代開始拍攝大量在當時被看作是難以捕捉到的生物醫學影像，這些作品改變了許多人對生命和生活的看法，也包括我。

每次將新的樣本放到顯微鏡下觀察，我都像一個首次造訪新世界的探索者。看到自己身體中細胞和組織所呈現出來的美，人們經常會感到驚訝。比如，觀者很容易將某些影像中的主體誤認為是一大片花朵，而不是一群癌細胞。其實，許多人都沒有意識到我們周圍存在著一個極富魅力的微觀世界，它的美堪比美國約塞米蒂（Yosemite）國家公園或者中國的九寨溝，只是大多數人無緣得見。

用看待藝術品的視角觀察顯微鏡下的生物醫學影像，可以幫助普通人發現生命的奇妙與美麗。它給了我們探索和親近自然的機會，讓我們欣賞到生命的精巧和特別之處。當然，通過這些影像，公眾也會意識到生物醫學研究的重要性—這關乎許多生命。當公眾更多地了解和接觸科學，社會發展也會受益。

成為顯微攝影“紅人”

我在實驗室里的時間可以平均分成兩部分，即研制新的顯微攝影工具和探索更先進的顯微攝影技術。科學家可以將這些成果用于自己的研究項目，其中大部分技術應用與各種人類疾病息息相關，如癌癥、阿茲海默癥、帕金森癥，等等。

我每天很早來到實驗室，幾乎都是第一個，然后在沒有任何干擾的情況下開始工作。NCMIR是一個相當大的實驗室，里面活躍著細胞和分子生物學家、化學家、物理學家和計算機科學家，等等。雖然我們的工作領域各種各樣，但都依賴先進的顯微鏡。大家在一起工作，實驗室里永遠都不缺熱鬧。

在NCMIR，我有機會與許多杰出的科學家一起工作，比如Michael Karin博士。他是加州大學圣地亞哥分校（University of California， San Diego，簡稱UCSD）的一位研究員，是癌癥、炎癥和代謝疾病領域的專家。在研究中，他培養出一種缺少某種關鍵蛋白質的轉基因果蠅，發現這種關鍵蛋白質會導致衰老。這項研究很可能幫助人們在未來找到大幅延長壽命的方法。這項研究成果被著名的《科學》雜志發表，因此他需要一張絕妙的果蠅照片作配圖，可能還會成為期刊封面。這次拍攝極為艱難，我使用了掃描電鏡，被攝樣本的尺寸不大于1毫米，還要拍出它飛行的樣子。這需要一些技巧，但結果很令人滿意（圖03）。

還有一次，我的長期合作伙伴克雷格·溫特爾（J.Craig Venter，1946～）博士打來電話，說他有一個很特別的樣本，想讓我用先進的電子顯微鏡觀察一下。溫特爾博士是世界知名的頂尖科學家之一，他的團隊致力于人類基因組研究。他手中的很多研究項目都是最高機密，很少有人能接觸到研究過程。我對拿其樣本到顯微鏡下觀察非常興奮，因為那是首個在實驗室里人工合成的生命體（圖04）。盡管這個細菌在鏡下不是特別美麗，但這個小東西的影響是深遠的。

工作使用的拍攝設備

NCMIR是世界上擁有顯微鏡種類最多、最先進的實驗室之一。在這里工作，我能直接接觸到許多獨一無二的顯微鏡。這些設備不僅可以借助光線工作，還能借助電子和X射線工作。如果你將顯微鏡看作一種特殊種類的相機，它所配置的都是“長焦鏡頭”。在這里工作對我這個“攝影師”來說，如同夢境般美妙。

當今，顯微鏡和生物醫學影像的進步可謂日新月異。舉例來說，我有幸與Roger Tsien（錢永健，1952～）博士合作20年。他的綠色熒光蛋白研究是顯微鏡及生物醫學研究中的一項革新，某種意義上，這深刻影響著世界范圍內數百萬人的健康和幸福。綠色熒光蛋白可以讓科學家利用分析生物學技術（molecular biology techniques）單獨標記細胞和組織中的單個蛋白分子，使它們可以在顯微鏡下的黑暗環境中發出多彩的光線（對該領域的杰出貢獻讓Tsien博士獲得了2008年諾貝爾化學獎）。這項技術讓我們能夠用熒光“畫出”部分細胞和組織，理解它們在基本結構中的功能作用，這些照片也顯示出隱藏著的深邃的自然之美。

同時，顯微鏡本身也發展得越來越先進。隨著科技的創新，新型的光學顯微鏡可以不再受光的衍射的局限。我最鐘愛的光學顯微鏡類型是能發射高能脈沖激光光束的顯微鏡，能夠在照亮細胞和組織的同時產生許多色彩豐富的影像。這種器材很棒，每臺都要幾百萬美元，不是每個科學家都有機會接觸到。

樣本準備是成功秘訣

想掌握顯微攝影技術，需要大量的學習和實踐。我認為，要想創作出色彩鮮艷的影像，最關鍵的秘訣在于精心準備拍攝樣本。有時，我要花幾天或幾周來準備這些樣本。我曾拍攝過大量關于人類和動物大腦的影像，這可以算是最富有挑戰的工作之一。當時，我進行的準備工作非常細致：首先，將需要拍攝的樣本通過一系列化學方法進行處理，然后用一種特殊機器將其切成薄片；接著，我對細胞的不同部分用特殊的熒光染色劑進行著色，這樣在后期的激光束照射下，標記部分就會發光。如我所說，這個過程可能很困難，很費時間，但這努力是值得的。