1月19日物理学领域顶级期刊《物理评论快报》（《Physical Review Letters》）与主流期刊《物理评论E》（《Physical Review E》）同时发表了物理科学与技术学院赵永峰副教授与其合作者的研究工作。该工作发展了一种新的高通量方法，成功定量刻画了大肠杆菌的运动。PRL论文被选为编辑推荐论文，并被美国物理学会《物理》（《Physics》）杂志报道。赵永峰副教授作为两篇文章的共同第一作者与共同通讯作者。
该研究解决了如何定量测量大量微生物个体的运动这一生物物理和活性物质领域的难题。这一研究发展了一种新的高通量方法：通过发展微分动态显微技术，研究者们实现了三维空间中高通量跨尺度的细菌运动测量，成功定量刻画了大肠杆菌的运动，为大量细菌群体的统计分析提供了可能。此外，研究者们还首次建立了化学调控信号与细菌运动表现的定量联系，并将野生型大肠杆菌在微观尺度下的游动-翻转运动与宏观尺度的有效扩散定量联系起来。这一方法实现了以更经济的成像设备对细菌群体进行三维、高统计精度的快速测量，将有助于研究趋向性相关问题，并为自下而上进行人工设计与生物工程提供了可能。未来这一方法将可以推广到其他种类的微游泳体，为相关的生物和物理学研究提供巨大帮助。
该工作涉及活性物质理论、光学实验和合成生物学三个不同领域的深入合作，展示了跨学科研究的重要性。马克斯普朗克研究所课题组组长Christina Kurzthaler博士，浙江大学周楠研究员，爱丁堡大学Jana Schwarz-Linek博士、Clemence Devailly博士、Jochen Arlt博士，香港大学黄建东教授，爱丁堡大学Wilson C. K. Poon教授，因斯布鲁克大学Thomas Franosch教授，麻省理工学院JulienTailleur副教授，爱丁堡大学Vincent Martinez博士均参与了该工作。其中Christina Kurzthaler与赵永峰主要承担了该技术的理论构建与数据分析，Vincent Martinez与Jana Schwarz-Linek主要承担了细菌培养与显微成像实验，周楠在工程菌构建和定量表征中作出了重要贡献。该工作受到了深圳市孔雀计划与国家重点研发计划的支持。
文章链接：
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.038302
https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.109.014612
