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中科院成功研制激光扫描实时立体显微镜

  人民网北京2月17日电(赵竹青)据中国科学院网站新闻,日前,中国科学院西安光学周详机械研究所瞬态光学与光子手艺国度重点试验室(简称:瞬态室)超分辨成像团队研制成功双光子引发激光扫描及时立体显微镜,初次把基于双目视觉的立体显微方式和高分辨率双光子引发激光扫描荧光显微手艺连系在一路,实现了对三维荧光样品的高速立体成像,相关研究功效揭橥在2016年12月刊的PLOS ONE杂志上,并被授权国度发现专利(专利号ZL201210384895.4)。

  现代生命科学研究对光学显微手艺提出了越来越高的要求——更高的空间分辨率、更大的成像深度、更快的成像速率。稀奇是对付生物活体显微龙8娱乐娱乐网站网站扶植成像来说,生物构造对光的散射使得噪声大大加强,龙8娱乐娱乐网站科技资讯严峻影响了空间分辨率和成像深度。为了进步成像深度,双光子引发激光扫描荧光显微手艺自20世纪90年月提出后被普遍应用于神经成像等范畴,然则其逐点扫描的成像方法严峻制约了成像速率。由于高分辨率光学显微镜的景深很小,要对样品完成三维成像,平日必要数十层甚至上百层的二维图像进行叠加重修获得,图像采集和处理一样必要数分钟乃至数十分钟,要快速及时地获取和表现三维图像异常难题。

  瞬态室超分辨成像团队在研究员姚保利和叶彤的率领下,以双目视觉原理和贝塞尔光束发生扩展焦场为根蒂,提出了由四个振镜构成的激光束立体扫描装配,实现了对贝塞尔光束的横向位置和倾角共三个维度的掌握,突破了只有两个自由度的传统激光扫描不克及时切换视角的限定。通过对四振镜立体扫描装配的优化设计和掌握,实现了对贝塞尔光束的三自由度快速扫描,可在毫秒量级进行双视角切换,从而解决了激光扫描立体显微成像体系中双光路同时成像的手艺困难,初次实现了基于双视角及时激光扫描的立体显微成像和表现体系。该体系可对样品进行立体动态成像和及时双目立体观测,其三维成像速率比传统的逐点扫描方法进步了一到两个数目级。该双光子立体显微体系为活体生物的三维及时成像和表现供应了一种新的观测对象。

  “它能够让我们像旁观立体片子一般及时地观测动态的三维微观天下,无需光切片,无需耗时的三维图像重构。”杨延龙如斯总结这套体系的特点,他卖力设计和完成了此中的立体扫描和成像表现的要害部门。“双目视觉成像长短常高效的三维信息获取方法,然则现有的体视显微镜,空间分辨率和景深相互制约,我们行使三自由度扫描的贝塞尔光束进行非线性荧光引发突破了这种限定。”

  这项研究先后在中科院“百人规划”和国度天然科学基金的支撑下,从根基原理验证、要害手艺突破,到原理样机完成,履历了从根蒂研究到应用集成的各个环节。今朝,课题组正在与海内皮毛关科研机构开展生物医学应用的互助研究,期望尽快将该项手艺应用于生物活体三维快速成像和表现范畴。

  花粉和荧光小球样品的红蓝立体图像(可钦戴红蓝眼镜旁观)


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