研究在提高其空間分辨率 、穿透深度催跪、活細(xì)胞成像能力和單分子成像方法上取得了顯著進(jìn)展锁蠕。具有高空間分辨率的單分子成像方法都采用軸向聚焦鎖定(如全內(nèi)反射模式的紅外激光)和橫向校正方法(如熒光標(biāo)記)的組合。以高準(zhǔn)確度(~1nm)執(zhí)行的實(shí)時(shí)三維聚焦鎖定將來(lái)自單個(gè)熒光事件的光子收集z大化叠荠，并且與沒(méi)有主動(dòng)穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)方法相比匿沛，定位精度提高了>10 倍。不準(zhǔn)確或緩慢的主動(dòng)校正會(huì)導(dǎo)致漂移榛鼎，降低定位精度并顯著降低原位分辨率(即使在過(guò)濾或分組等分析后處理之后也是如此)逃呼。通過(guò)結(jié)合光學(xué)捕獲和優(yōu)化單個(gè)發(fā)射器的x/y位置和寬度 (z)，已將具有納米精度的實(shí)時(shí)聚焦鎖定應(yīng)用于體外樣品者娱。與細(xì)胞成像兼容的新發(fā)展依賴于基準(zhǔn)點(diǎn)(f ...
維納米結(jié)構(gòu)的空間分辨率甚至能與STED-inspired的雙光子3D激光納米打印相媲美抡笼。系統(tǒng)基本組成：a、激光二極管(L405P150,Thorlabs)安裝在溫控制支架上(LDM56/M, Thorlabs)黄鳍。二極管的溫度由熱電冷卻器控制器(TED200C, Thorlabs)控制推姻。b、一個(gè)焦距8mm的非球面鏡片(A240TM-A,Thorlabs)將激光二極管的光束準(zhǔn)直輸出框沟。c藏古、焦距40mm平凸透鏡(LA1422-A,Thorlabs)對(duì)光束聚焦后穿過(guò)直徑10微米的針孔(P10C,Thorlabs)增炭。d、由焦距75mm的消色差透鏡(AC254-075-A, Thorlabs)對(duì)光束準(zhǔn)直拧晕。e ...
體內(nèi)以細(xì)胞級(jí)空間分辨率和毫秒級(jí)時(shí)間分辨率對(duì)三維大腦回路中的神經(jīng)元活動(dòng)進(jìn)行光學(xué)記錄對(duì)于探測(cè)大腦中的信息流至關(guān)重要隙姿。通常使用多光子顯微鏡對(duì)神經(jīng)元活動(dòng)進(jìn)行大規(guī)模體內(nèi)成像，以破譯動(dòng)物行為過(guò)程中分布式大腦回路中的神經(jīng)編碼和處理厂捞。然而输玷，傳統(tǒng)掃描顯微鏡很難應(yīng)對(duì)在毫秒時(shí)間尺度上運(yùn)行的神經(jīng)元回路的三維結(jié)構(gòu)(因?yàn)轶w積和毫秒采集難以協(xié)調(diào))。體積多平面成像僅限于低采樣率和低軸向采樣密度靡馁，因?yàn)轶w素采集最終受到激光脈沖率的限制欲鹏。空間激發(fā)多路復(fù)用改進(jìn)了三維采樣臭墨，但廣泛的多路復(fù)用通過(guò)背景熒光的積累降低了信噪比(SNR)赔嚎，并加劇了大腦發(fā)熱。雖然隨機(jī)存取多光子顯微鏡允許在三個(gè)維度上快速光學(xué)訪問(wèn)神經(jīng)元目標(biāo)裙犹，但該方法在記錄行為動(dòng)物( ...
情況下實(shí)現(xiàn)高空間分辨率仍然具有挑戰(zhàn)性尽狠。一種減少劑量并仍然實(shí)現(xiàn)高空間分辨率的有前途的方法是X射線鬼成像衔憨，它使用由高密度材料制成的單像素但高效的直接X(jué) 射線探測(cè)器叶圃。然而历恐，目前所有現(xiàn)有的X射線鬼成像準(zhǔn)則都無(wú)法實(shí)現(xiàn)相位對(duì)比建钥，并且圖像重建質(zhì)量低。在這里冠绢，作者提出了一種有效的方法码党，該方法利用結(jié)構(gòu)化探測(cè)單像素成像來(lái)產(chǎn)生具有相位對(duì)比度德崭、準(zhǔn)確性和高保真度的X射線鬼像。由此產(chǎn)生的X射線相襯鬼像提供了關(guān)于樣品中密度變化的準(zhǔn)確信息揖盘，并明顯地渲染了在 X射線衰減對(duì)比度下不可見(jiàn)的邊緣眉厨。這種使用 X 射線進(jìn)行相襯鬼成像的演示有可能將X射線鬼成像從niche技術(shù)提升為常規(guī)應(yīng)用方法。作者：Margie P. Olbinado, ...
影具有無(wú)創(chuàng)兽狭、空間分辨率高憾股、無(wú)電離輻射等多種優(yōu)勢(shì)，為子宮異常和宮內(nèi)病變提供了一種很有前景的診斷方法箕慧。此外服球，膀胱也是泌尿系統(tǒng)中的一個(gè)中空器官，負(fù)責(zé)儲(chǔ)存和控制尿液颠焦。膀胱熒光成像有助于精確監(jiān)測(cè)容量變化斩熊，這可能與包括貯積障礙在內(nèi)的下尿路癥狀有關(guān)。圖6顯示了NIR-IIx熒光成像精確顯現(xiàn)了體內(nèi)的深層細(xì)節(jié)伐庭，具有推動(dòng)臨床醫(yī)學(xué)成像的強(qiáng)大潛力粉渠。(4) 通過(guò) NIR-IIx 區(qū)域周圍的熒光寬視野顯微鏡進(jìn)行大深度斷層掃描分冈。用戶友好的熒光寬視場(chǎng)顯微鏡作為一種經(jīng)典技術(shù)，經(jīng)常用于細(xì)胞或組織切片成像霸株。近年來(lái)丈秩，寬視場(chǎng)顯微鏡的成像窗口已轉(zhuǎn)移到NIR區(qū)域。如今淳衙，NIR-II熒光寬視場(chǎng)顯微鏡已成功穿透~800μm的大腦深度蘑秽。然而，盡 ...
透鏡箫攀，并以高空間分辨率恢復(fù)圖像肠牲，但視野受掃描儀偏轉(zhuǎn)角的限制。另一種方法為寬場(chǎng)照明靴跛，使用多芯光纖或光纖束進(jìn)行檢測(cè)缀雳，其中纖芯傳輸場(chǎng)景的圖像像素。在這種情況下梢睛，由于纖芯之間的串?dāng)_和像素化偽影肥印，圖像質(zhì)量會(huì)下降。此外绝葡，減少纖芯的數(shù)量可以縮小體積深碱，但視野會(huì)隨之變小，同時(shí)上述效果(串?dāng)_和像素化偽影)變得更加明顯藏畅。此外敷硅，基于寬場(chǎng)照明和使用微透鏡成像的手持顯微鏡zui近已被證明用于自由移動(dòng)小鼠的大腦成像。但是愉阎，不管采用何種不同的方法绞蹦，大多數(shù)方法使用的頭端透鏡都在成像探頭的小型化與其成像性能之間進(jìn)行了權(quán)衡。微型化的物理尺寸限制是腦成像的一個(gè)特殊問(wèn)題榜旦，因?yàn)樘结樦踩氩豢杀苊獾貢?huì)破壞此類研究旨在了解的復(fù)雜神經(jīng)回路幽七。zu ...
，并且重建的空間分辨率比傳統(tǒng)折射光學(xué)低一個(gè)數(shù)量級(jí)溅呢。此外澡屡，現(xiàn)有的學(xué)習(xí)去卷積方法僅限于標(biāo)準(zhǔn)編碼器-解碼器架構(gòu)的變體，例如U-Net藕届，并且通常無(wú)法推廣到實(shí)驗(yàn)測(cè)量或處理大像差挪蹭。近來(lái)提出了一些新的成像器，如單光學(xué)元件相機(jī)休偶、無(wú)透鏡相機(jī)等梁厉。單光學(xué)元件替代多個(gè)光學(xué)元件的堆疊，減小了尺寸，但是由于低衍射效率词顾，其成像性能無(wú)法與商用成像器相比八秃。即使其最成功的案例也由于焦距大于10mm使得小型化失敗。無(wú)透鏡相機(jī)用振幅掩膜替代光學(xué)元件來(lái)縮小尺寸肉盹，但是空間分辨率嚴(yán)重受限昔驱，采集時(shí)間變長(zhǎng)。當(dāng)前不足：目前各種逆向設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)被用于meta-optics的設(shè)計(jì)上忍。但是由于內(nèi)存要求過(guò)高骤肛，現(xiàn)有的端到端優(yōu)化框架無(wú)法擴(kuò)展到大孔徑尺寸，并且 ...
FOV) 和空間分辨率）上減小了體積采集時(shí)間窍蓝，從而使 LFM 成為生物系統(tǒng)高速體積成像的有效工具之一腋颠，并具有低光損傷的特點(diǎn)。新的 LFM 技術(shù)已經(jīng)證明了其能夠應(yīng)用于功能性腦成像吓笙，在數(shù)十至數(shù)百微米的深度保持細(xì)胞級(jí)空間分辨率淑玫，體積采集時(shí)間為 10 毫秒級(jí)。甚至面睛，該方法zui近已被證明用于觀察單細(xì)胞標(biāo)本的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)絮蒿，具有接近衍射極限的三維空間分辨率、數(shù)微米的成像深度（足以覆蓋單個(gè)細(xì)胞的大部分體積）叁鉴，以及毫秒級(jí)的采集時(shí)間土涝。對(duì)于傳統(tǒng)的 LFM，微透鏡陣列 (MLA) 放置在寬視場(chǎng)顯微鏡的原生像平面 (native image plane, NIP) 上亲茅，并且光學(xué)信號(hào)以欠采樣方式記錄在 MLA 后焦平面 ...
法回铛，可以以高空間分辨率對(duì)活體樣本在三個(gè)維度進(jìn)行成像狗准。然而克锣，它們需要記錄大量二維圖像來(lái)產(chǎn)生三維體積，并且時(shí)間分辨率因相機(jī)需要采集多幀而受到影響腔长。光場(chǎng)顯微鏡 (light-field microscopy, LFM) 已成為瞬時(shí)體積成像的首選技術(shù)袭祟。它通過(guò)將瞬態(tài)三維光場(chǎng)信息記錄在單個(gè)二維相機(jī)幀上，然后通過(guò)后處理恢復(fù)三維光場(chǎng)分布捞附。由于 LFM 提供僅受相機(jī)幀速率限制的高速體積成像巾乳，它在各種應(yīng)用展示了它的能力，例如神經(jīng)元活動(dòng)的記錄和體模中心臟動(dòng)力學(xué)的可視化鸟召。當(dāng)前不足：盡管LFM體積成像速度快胆绊，且取得了不少進(jìn)展。但是由于其空間分辨率存在分辨率不均勻和分辨率低的缺點(diǎn)欧募，以及重建速度慢压状、重建圖像存在偽影等問(wèn)題， ...
0微米、橫向空間分辨率(d) 為 ~1 微米的 MPLSM 系統(tǒng)种冬。給定條件為光源波長(zhǎng)為1040 nm （對(duì)應(yīng)于我們的 Yb:KGW 激光振蕩器）镣丑，我們希望選擇一個(gè)滿足所需空間分辨率的物鏡，以及一對(duì)滿足在所需 FOV 上形成圖像的中繼透鏡娱两。首先莺匠，讓我們根據(jù)空間分辨率的要求來(lái)選擇一個(gè)物鏡。雖然物鏡的特性將在第6節(jié)后面詳細(xì)討論十兢，但我們注意到趣竣，在緊密聚焦激發(fā)光的雙光子激發(fā)下，橫向空間分辨率可以用對(duì)物體區(qū)域中強(qiáng)度分布的高斯擬合來(lái)很好地描述旱物。空間分辨率為照明點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的平方的最大強(qiáng)度的1∕e半徑期贫，定義為：其中，λ為照明光的波長(zhǎng)异袄，NA為物鏡的數(shù)值孔徑通砍。我們將成像系統(tǒng)的橫向空間分辨率定義為IPSF2的1∕e2 ...
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