像&熒光成像Phasics提供一種新的定量相位成像技術(shù)垫蛆，不需要標(biāo)記的情況下可以觀察到活細(xì)胞禽最，并且準(zhǔn)確的對(duì)細(xì)胞遷移，生長過程做統(tǒng)計(jì)分析袱饭。這種即插即用的相機(jī)依賴于一種橫向剪切干涉的專利技術(shù)弛随，它可以直接測量穿過細(xì)胞的光束相位。這種技術(shù)的優(yōu)勢在于極大的增強(qiáng)了觀察細(xì)胞是的對(duì)比度宁赤。而且Phasics的技術(shù)通過直接測量穿過標(biāo)本光束的相位舀透，能夠提供關(guān)于標(biāo)本的大量信息。相較于熒光成像决左，Phasics技術(shù)不需要任何標(biāo)記愕够，因此對(duì)于生物標(biāo)本沒有任何損壞走贪。除此之外因?yàn)闇y量的是生物內(nèi)在的特性，而不是標(biāo)記染色惑芭，因此Phasics的信息更加可靠坠狡。最后，Phasics提供一個(gè)細(xì)胞更加完整的視圖：即使沒有染色遂跟，所有結(jié)構(gòu)也 ...
性遠(yuǎn)高于使用熒光等可行的特異性手段)逃沿。這為研究廣泛的生物活動(dòng)(包括代謝活動(dòng)、神經(jīng)退行(nerve degeneration)幻锁、神經(jīng)元膜電位和抗生素反應(yīng))提供了新的有力手段凯亮。當(dāng)前不足：光損傷嚴(yán)重限制了相干拉曼顯微鏡的靈敏度和成像速度，為強(qiáng)大的前瞻性應(yīng)用（如無標(biāo)記光譜多路復(fù)用成像(label-free spectrally multiplexed imaging)）帶來了障礙哄尔。最先進(jìn)的相干拉曼顯微鏡已經(jīng)受到散粒噪聲的限制假消。因此，無法通過改進(jìn)儀器來克服這個(gè)障礙岭接。文章創(chuàng)新點(diǎn)：基于此富拗，澳大利亞昆士蘭大學(xué)的Catxere A. Casacio(第一作者)和Warwick P. Bowen(通訊作者)提出了 ...
測方法是基于熒光定量PCR的核酸檢測。核酸檢測已能通過自動(dòng)化儀器完成鸣戴，并在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)提供結(jié)果啃沪。不同儀器的準(zhǔn)確性可能會(huì)有所不同，已報(bào)告的假陰性率約為 30%窄锅。血清學(xué)檢測通過免疫球蛋白G等蛋白質(zhì)評(píng)估患者對(duì)病毒感染的反應(yīng)谅阿。這些檢測的有效性取決于對(duì)患者免疫狀態(tài)的先驗(yàn)知識(shí)以及之前可能接觸過其它病毒類型的情況。在感染或首次出現(xiàn)癥狀后約 20 天進(jìn)行血清學(xué)檢測的準(zhǔn)確性非常高酬滤，但可能會(huì)導(dǎo)致早期患者的假陰性率很高，而之前接觸過其它病毒的患者則可能出現(xiàn)假陽性寓涨。最近盯串，新的替代測試手段正在被加速開發(fā)。這些替代檢測方案包括使用等離子體生物傳感器戒良、標(biāo)記病毒顆粒的熒光成像和通過機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行檢測体捏、微流控免疫分析結(jié)合熒光檢測等 ...
象觀察、生物熒光成像糯崎、體育直播等各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用几缭，但現(xiàn)有相機(jī)工作在高分辨率模式下時(shí)，由于受到幀率有限沃呢、內(nèi)存年栓、帶寬和功率的限制，往往通量低薄霜。關(guān)于高通量成像某抓，快照壓縮成像（snapshot compressive imaging,SCI)被提出并成為廣泛使用的框架纸兔。千萬像素(10-mega pixel )鏡頭和傳感器技術(shù)已經(jīng)成熟，但高速和高分辨率成像的主要挑戰(zhàn)在于當(dāng)前成像系統(tǒng)的處理能力不足否副。高速高分辨率記錄采集的海量數(shù)據(jù)給系統(tǒng)的存儲(chǔ)和傳輸模塊帶來巨大壓力汉矿，無法進(jìn)行長時(shí)間的采集。近幾十年來备禀，計(jì)算攝影的興起為研究人員提供了新思路洲拇，并在超分辨率、去模糊曲尸、深度估計(jì)等許多與成像相關(guān)的領(lǐng)域取得了突破赋续。快 ...
度的光吸收或熒光發(fā)射圖像队腐，而是通過著眼于散射輻射的時(shí)域動(dòng)態(tài)(例如蚕捉，時(shí)域方差或相關(guān))來構(gòu)建快速擾動(dòng)樣品區(qū)域的空間映射(spatial map)。許多重要的生物現(xiàn)象導(dǎo)致光場隨時(shí)間發(fā)生這種動(dòng)態(tài)變化柴淘，如血流和神經(jīng)元放電事件(neuronal firing events)迫淹。目前已經(jīng)開發(fā)了諸如光學(xué)相干斷層掃描血管造影術(shù)和激光散斑對(duì)比成像等技術(shù)手段來測量靠近組織表面的這種動(dòng)態(tài)。然而为严，當(dāng)檢測在活體組織內(nèi)傳播深度超過幾毫米的光信號(hào)時(shí)敛熬，光場會(huì)迅速衰減并去相關(guān)(decorrelate)，最終通常采取快速單光子敏感(single photon sensitive)檢測技術(shù)第股，以大約MHz的速率記錄光波動(dòng).漫射相關(guān)光譜 ...
校正方法(如熒光標(biāo)記)的組合应民。以高準(zhǔn)確度(~1nm)執(zhí)行的實(shí)時(shí)三維聚焦鎖定將來自單個(gè)熒光事件的光子收集z大化，并且與沒有主動(dòng)穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)方法相比夕吻，定位精度提高了>10 倍诲锹。不準(zhǔn)確或緩慢的主動(dòng)校正會(huì)導(dǎo)致漂移，降低定位精度并顯著降低原位分辨率(即使在過濾或分組等分析后處理之后也是如此)涉馅。通過結(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)归园，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。與細(xì)胞成像兼容的新發(fā)展依賴于基準(zhǔn)點(diǎn)(fiducial)的隨機(jī)沉積(deposition)或明場圖像中樣品本身的透射輪廓稚矿。然而庸诱，當(dāng)在距離蓋玻片>5μm的深度進(jìn)行成像時(shí)，這些方法在商用軸向聚焦鎖定(通常具 ...
中恢復(fù)功能性熒光信號(hào))晤揣，這對(duì)于神經(jīng)科學(xué)來說可能特別有意義桥爽。該方法也適用于訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，如通過多模光纖成像或通過薄或厚散射介質(zhì)成像昧识。此外钠四，復(fù)雜介質(zhì)本身已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以看作是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一種光學(xué)實(shí)現(xiàn)：連接權(quán)重是隨機(jī)矩陣的系數(shù)，非線性是相機(jī)檢測過程中強(qiáng)度的轉(zhuǎn)換跪楞，可以在不成像的情況下直接執(zhí)行分類任務(wù)形导。這種光傳播的數(shù)學(xué)重構(gòu)可以開辟非常有趣的光學(xué)計(jì)算研究途徑环疼，特別是在任何使用大規(guī)模隨機(jī)矩陣乘法的計(jì)算問題中，包括儲(chǔ)備池計(jì)算(reservoir computing)朵耕、相位復(fù)原和計(jì)算成像等炫隶。(3)基于深度計(jì)算光學(xué)和成像的推理。計(jì)算成像是一個(gè)專注于光學(xué)和圖像處理協(xié)同設(shè)計(jì)的領(lǐng)域阎曹，例如增強(qiáng)計(jì)算相機(jī)的能力伪阶。盡管相機(jī)被用于執(zhí)行 ...
同的隨機(jī)激活熒光團(tuán)成像，可以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的重建分辨率处嫌。然而栅贴，對(duì)樣品透明性的要求，使得這些超分辨顯微鏡技術(shù)不可能用于被強(qiáng)散射介質(zhì)(如生物組織熏迹、磨砂玻璃檐薯、粗糙墻角等)掩埋的物體。這些介質(zhì)對(duì)光的吸收不強(qiáng)烈注暗，但是擾亂了光路坛缕，產(chǎn)生像噪聲一樣的散斑圖樣，甚至使得樣品低分辨率的可視化都很難實(shí)現(xiàn)捆昏。許多方法已被證明可以克服散射效應(yīng)并通過散射介質(zhì)實(shí)現(xiàn)成像或聚焦赚楚。z直接的策略是利用彈道光子。然而骗卜，強(qiáng)散射介質(zhì)會(huì)減少彈道光子的數(shù)量并極大地降低信號(hào)強(qiáng)度宠页。某些技術(shù)需要導(dǎo)星(guide star)或進(jìn)入散射介質(zhì)的另一側(cè)，以在成像之前表征或反轉(zhuǎn)其散射效應(yīng)寇仓，例如波前整形技術(shù)或傳輸矩陣測量举户。另一種方法依賴于光通過散射介質(zhì)的記憶效應(yīng)， ...
的結(jié)構(gòu)處產(chǎn)生熒光遍烦。無標(biāo)記成像是非侵入性的俭嘁，以特異性為代價(jià)簡化了樣品制備，并避免了造影劑的任何可能的毒副作用乳愉。定量相位成像是無標(biāo)記成像的一種，它依賴樣品和周圍介質(zhì)的相位差(表現(xiàn)為折射率差)對(duì)透明結(jié)構(gòu)成像屯远。數(shù)字全息就是這樣一種常用的無標(biāo)記手段蔓姚，樣品的數(shù)字全息圖可以在焦平面外采集，然后在后處理中通過數(shù)值求解模擬波前傳播過程的衍射積分進(jìn)行數(shù)字聚焦慨丐。數(shù)字全息已在生物學(xué)坡脐、診斷學(xué)和醫(yī)學(xué)、微流控和片上實(shí)驗(yàn)室成像(lab on a chip)房揭、三維追蹤备闲、細(xì)胞力學(xué)晌端、即時(shí)檢驗(yàn)(point of care testing)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用恬砂。相襯層析(phase contrast tomography咧纠， ...
法是測量含有熒光染料的樣品的TPEF。更容易的是使用 GaAsP 光電二極管泻骤，它在600 至 1360 nm 具有雙光子光譜響應(yīng)漆羔。該帶寬足以覆蓋鈦藍(lán)寶石激光器的可調(diào)諧范圍和用于多光子顯微鏡的許多其它激光器的典型中心頻率。此外狱掂，GaAsP 光電二極管價(jià)格低廉演痒，并且不易受到熒光染料典型的光漂白或光損傷問題的影響。圖 15 是三個(gè)不同自相關(guān)的示例趋惨。除了激光的相干長度外鸟顺，一階相關(guān)性沒有揭示任何有關(guān)脈沖寬度的信息。使用非線性器虾、強(qiáng)度相關(guān)信號(hào)的高階自相關(guān)可以提供有關(guān)脈沖中色散量和色散類型的信息讯嫂。對(duì)于二階干涉自相關(guān)，包絡(luò)函數(shù)的峰值與非零基線的比率為 8:1曾撤，而對(duì)于三階自相關(guān)端姚，該比率為 32:1。圖 16 所示 ...
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