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  • 用于生物表面成像的自适应显微镜

    作者:光行天下小萌新译 来源:物理学家组织网 时间:2021-10-13 17:07 阅读:447 [投稿]
    研究小组开发出了一种新的智能显微镜,利用学习策略自动计算将光线发送到何处,以最有效的方式对样本中感兴趣的结构进行成像。

    现代生物学依赖于我们使用显微镜观察活细胞的能力。光学显微镜的最新进展使醋蝇、斑马鱼和小白鼠等模型生物体内的细胞和亚细胞成像得以进行。

    当前技术的基本局限性之一是与照明相关的损害,它影响研究生物的过程。到目前为止,这个问题除了降低光照来减少图像质量损失外,没有太多解决办法。

    在一篇《光科学与应用》上发表的新论文中,法国艾克斯马赛大学弗雷斯内尔学院洛奇·勒戈夫博士和弗雷德里克·加兰博士领导的一个研究小组开发出了一种新的智能显微镜,利用学习策略自动计算将光线发送到何处,以最有效的方式对样本中感兴趣的结构进行成像。


    左图:绘制弯曲的生物组织。六边形表示细胞片中组织细胞的荧光轮廓。组织可以由第二个上皮覆盖,而成像过程可以忽略它。右图:通过几次采集(绿点),显微镜会自动估计组织表面(红网),然后通过传播性采集算法将采集集中在该表面,甚至只能集中在荧光细胞轮廓上。

    这个项目的起点是观察到大多数生物组织都有一个特征良好的结构。特别是,大多数胚胎被组织成表面的细胞片在太空中弯曲。显微镜无法适应这种结构:它们扫描整个包含胚胎的3D空间中的激光,这在照射样品的速度和光线数量方面都非常低效。Fresnel研究所开发的显微镜在事先不了解表面的情况下,自动使其扫描模式适应弯曲生物表面的形态。在测试的样品上,与传统的共聚焦显微镜相比,我们的智能扫描显微镜可减少高达 100 倍的辐照。

    这项突破性的技术是数据科学家、物理学家和生物学家在弗雷斯内尔学院密切合作的结果。这种方法为长期成像胚胎和器官等非常脆弱的物体的行为开辟了一条新途径。有趣的是,这项技术可以非常简单地应用于许多生物研究所成像设备的商业显微镜中。

    相关链接:https://phys.org/news/2021-10-microscope-imaging-biological-surfaces.html

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