"Optisk mikroskopi har været et uundværligt værktøj til at studere tredimensionelle komplekse biologiske
Det vigtigste kendetegn ved den nye metode erat denne tilgang simpelthen kan føjes til de fleste eksisterende systemer og let replikeres. Dette vil gøre udviklingen tilgængelig for andre forskere.
Optagelse af multifokusbilleder
Standard kamerabaserede mikroskopisystemerfå klare billeder i et brændplan. Selvom forskere har prøvet forskellige strategier til samtidig erhvervelse af billeder med forskellige fokusdybder, kræver disse tilgange normalt brugen af flere kameraer. Eller for eksempel ved hjælp af et dedikeret Diffractive Optical Separation Element (DOE) til at skabe et billede med et enkelt kamera. Begge strategier er komplekse, og DOE er slet ikke let.
Diffraktive optiske elementer -- Det heroptiske substrater med amplitude- og/eller fasediffraktionsstrukturer på en af overfladerne, beregnet ved hjælp af en computer og fremstillet ved præcisionslaser- eller elektronstrålelitografi.
Forskerne brugte et prisme med en z-stråledeler.Det kan samles fuldstændigt af standardkomponenter og kan nemt anvendes til en række billeddannelsesmodaliteter. For eksempel med fluorescens, fasekontrastmikroskopi eller mørkfeltsbilleddannelse.
Prismen adskiller det detekterede lys forsamtidig erhvervelse af flere billeder i en kameraramme. Hvert billede i prøven er fokuseret i forskellig dybde. Brugen af et højhastighedskamera med et stort sensorområde og et højt antal pixler gjorde det muligt for forskerne at distribuere flere billeder i høj opløsning på en enkelt sensor.
Multifokale billeder opnået mednye teknikker gør det muligt at estimere den defokuserede baggrund for en prøve meget mere præcist, end der kan gøres med et enkelt billede. Forskerne brugte disse oplysninger til at udvikle en forbedret algoritme til fjernelse af sløring af 3D. Det eliminerer defokuseret baggrundslys, hvilket ofte er et problem med vidvinkelmikroskopi.
”Vores avancerede slørfjerningsalgoritme3D-billede undertrykker langt ude af fokusbaggrund fra kilder uden for billedvolumen, forklarer Xiao. "Dette forbedrer både billedkontrasten og signal-støj-forholdet, hvilket gør algoritmen særlig nyttig til fluorescensbilleddannelse ved hjælp af tykke prøver."
Bevist alsidighed
Forskere har demonstreret en ny teknik medved hjælp af meget anvendte mikroskopimetoder. De lavede 3D-billeder med et stort synsfelt, der omfattede hundredvis af neuroner eller hele frit bevægelige organismer. Eksperter har også skabt hurtige 3D-billeder af rotifer cilia, som bevæger sig hvert hundrede sekund. Dette eksperiment viste tydeligt mulighederne for en ny metode til opnåelse af tredimensionelle billeder af høj kvalitet.
At demonstrere mulighederne for avancerede3D sløringsfjerningsalgoritme visualiserede forskerne forskellige tykke prøver, herunder en levende muses hjerne. De bemærkede betydelige forbedringer i kontrast og signal-støj-forhold. Forskere arbejder i øjeblikket på at udvide denne teknik, så den kan arbejde med endnu flere billedteknikker.
Læs også
Den årlige mission i Arktis er afsluttet, og dataene er skuffende. Hvad venter menneskeheden?
På sygdom 3 mister de fleste COVID-19 patienter deres lugtesans og lider ofte af en løbet næse
Forskere har fundet ud af, hvorfor børn er de farligste bærere af COVID-19