„Mikroskopia optyczna jest niezbędnym narzędziem do badania trójwymiarowych złożonych obiektów biologicznych
Głównym wyróżnikiem nowej metody jestże podejście to można po prostu dodać do większości istniejących systemów i łatwo powielić. Dzięki temu opracowanie będzie dostępne dla innych badaczy.
Przechwytywanie obrazów wielostopniowych
Standardowe systemy mikroskopowe oparte na kamerachuzyskać wyraźne obrazy w jednej płaszczyźnie ogniskowej. Chociaż naukowcy próbowali różnych strategii jednoczesnego uzyskiwania obrazów o różnej głębi ostrości, podejścia te zwykle wymagają wielu kamer. Lub, na przykład, użycie dedykowanego dyfrakcyjnego optycznego elementu rozdzielającego (DOE) do tworzenia obrazu za pomocą jednej kamery. Obie strategie są złożone, a DOE wcale nie jest łatwe.
Dyfrakcyjne elementy optyczne -- Tenpodłoża optyczne ze strukturami dyfrakcji amplitudowej i/lub fazowej na jednej z powierzchni, obliczonymi komputerowo i wytworzonymi za pomocą precyzyjnej litografii laserowej lub wiązką elektronów.
Naukowcy wykorzystali pryzmat z rozdzielaczem wiązki Z.Można go całkowicie złożyć ze standardowych komponentów i można go łatwo zastosować do różnych metod obrazowania. Na przykład za pomocą fluorescencji, mikroskopii z kontrastem fazowym lub obrazowania w ciemnym polu.
Pryzmat oddziela wykryte światło najednoczesna akwizycja kilku obrazów w jednej klatce kamery. Każdy obraz w próbce ma inną głębię ostrości. Zastosowanie szybkiej kamery z dużym obszarem czujnika i dużą liczbą pikseli umożliwiło naukowcom rozpowszechnianie wielu obrazów o wysokiej rozdzielczości na jednym czujniku.
Obrazy wieloogniskowe uzyskane w programieNowe techniki umożliwiają oszacowanie rozogniskowanego tła próbki znacznie dokładniej niż można to zrobić na pojedynczym obrazie. Naukowcy wykorzystali te informacje, aby opracować ulepszony algorytm usuwania rozmazań 3D. Eliminuje rozmyte światło tła, które często jest problemem w przypadku mikroskopii szerokokątnej.
„Nasz zaawansowany algorytm usuwania rozmazańObraz 3D eliminuje bardzo nieostre tło ze źródeł znajdujących się poza obszarem obrazu, wyjaśnia Xiao. „Poprawia to zarówno kontrast obrazu, jak i stosunek sygnału do szumu, co sprawia, że algorytm jest szczególnie przydatny do obrazowania fluorescencyjnego przy użyciu grubych próbek”.
Sprawdzona wszechstronność
Badacze zademonstrowali nową technikę zprzy użyciu powszechnie stosowanych metod mikroskopowych. Wykonali obrazy 3D o dużym polu widzenia, obejmujące setki neuronów lub całe swobodnie poruszające się organizmy. Eksperci stworzyli również szybkie obrazy 3D rzęsek wrotków, które poruszają się co setną sekundy. Eksperyment ten wyraźnie pokazał możliwości nowej metody uzyskiwania wysokiej jakości trójwymiarowych obrazów.
Aby zademonstrować możliwości zaawansowanychAlgorytm usuwania rozmycia 3D, naukowcy zwizualizowali różne grube próbki, w tym mózg żywej myszy. Zauważyli znaczną poprawę kontrastu i stosunku sygnału do szumu. Naukowcy pracują obecnie nad rozszerzeniem tej techniki, aby mogła współpracować z jeszcze większą liczbą technik obrazowania.
Czytaj także
Coroczna misja w Arktyce dobiegła końca, a dane są rozczarowujące. Co czeka ludzkość?
W 3. dniu choroby większość pacjentów z COVID-19 traci zmysł węchu i często cierpi na katar
Naukowcy odkryli, dlaczego dzieci są najbardziej niebezpiecznymi nosicielami COVID-19