「光学顕微鏡は、三次元の複雑な生物学的現象を研究するために不可欠なツールです。
新しい方法の主な特徴はこのアプローチは、ほとんどの既存のシステムに簡単に追加でき、簡単に複製できます。これにより、他の研究者が開発を利用できるようになります。
マルチフォーカス画像のキャプチャ
標準のカメラベースの顕微鏡システム1つの焦点面で鮮明な画像を取得します。研究者は、焦点の深さが異なる画像を同時に取得するためのさまざまな戦略を試しましたが、これらのアプローチでは通常、複数のカメラが必要です。または、たとえば、専用の回折光学分離要素（DOE）を使用して、単一のカメラで画像を作成します。どちらの戦略も複雑であり、DOEはまったく簡単ではありません。
回折光学素子 - これ表面の 1 つに振幅および/または位相回折構造を備えた光学基板。コンピューターを使用して計算され、精密レーザーまたは電子ビーム リソグラフィーによって製造されます。
科学者たちは、Z ビーム スプリッターを備えたプリズムを使用しました。標準コンポーネントから完全に組み立てることができ、さまざまなイメージングモダリティに簡単に適用できます。たとえば、蛍光、位相差顕微鏡、暗視野イメージングなどが挙げられます。
プリズムは検出された光を分離します1つのカメラフレームで複数の画像を同時に取得します。サンプルの各画像は、異なる深度に焦点を合わせています。大きなセンサー領域と多数のピクセルを備えた高速カメラを使用することで、研究者は単一のセンサーに複数の高解像度画像を配布することができました。
で得られた多焦点画像新しい手法により、単一の画像で行うよりもはるかに正確にサンプルの焦点がぼけた背景を推定することが可能になります。研究者はこの情報を使用して、改良された3Dブラー除去アルゴリズムを開発しました。広角顕微鏡でしばしば問題となる、焦点がぼけた背景光を排除します。
「当社の高度なブレ除去アルゴリズムXiao氏は、3D画像は、画像ボリューム外のソースからの焦点がずれた背景を抑制します。 「これにより、画像のコントラストと信号対雑音比の両方が向上し、このアルゴリズムは、厚いサンプルを使用した蛍光イメージングに特に役立ちます。」
実証済みの汎用性
研究者は、広く使用されている顕微鏡法を使用します。彼らは、何百ものニューロンまたは自由に動く生物全体を含む、広い視野で3D画像を作成しました。専門家はまた、100分の1秒ごとに動くロチファー繊毛の高速3D画像を作成しました。この実験は、高品質の3次元画像を取得するための新しい方法の可能性を明確に示しました。
高度な機能を実証するため3Dぼけ除去アルゴリズムにより、研究者たちは生きているマウスの脳を含むさまざまな厚い標本を視覚化しました。彼らは、コントラストと信号対雑音比の大幅な改善に注目しました。研究者は現在、この手法を拡張して、さらに多くのイメージング手法で機能できるように取り組んでいます。
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