– Optisk mikroskopi har varit ett oumbärligt verktyg för att studera tredimensionell komplex biologisk
Det viktigaste kännetecknet för den nya metoden äratt detta tillvägagångssätt helt enkelt kan läggas till i de flesta befintliga system och enkelt replikeras. Detta kommer att göra utvecklingen tillgänglig för andra forskare.
Ta bilder med flera fokus
Standard kamerabaserade mikroskopisystemfå tydliga bilder i ett fokalplan. Även om forskare har provat olika strategier för att samtidigt få bilder med olika fokusdjup, kräver dessa metoder vanligtvis flera kameror. Eller till exempel med ett dedikerat Diffractive Optical Separation Element (DOE) för att skapa en bild med en enda kamera. Båda strategierna är komplexa och DOE är inte alls lätt.
Diffraktionsoptiska element är optiska substrat med amplitud- och/eller fasdiffraktionsstrukturer på en av ytorna, beräknade med hjälp av en dator och tillverkade med precisionslaser eller elektronstrålelitografi.
Forskarna använde ett prisma med en z-stråledelare, som kan sättas ihop helt från standardkomponenter och enkelt tillämpas på en mängd olika avbildningstekniker.Till exempel fluorescens , faskontrastmikroskopi eller mörkfältsavbildning.
Prisma skiljer det detekterade ljuset församtidig förvärv av flera bilder i en kameraram. Varje bild i provet fokuseras på olika djup. Användningen av en höghastighetskamera med ett stort sensorområde och ett stort antal pixlar gjorde det möjligt för forskare att distribuera flera högupplösta bilder på en enda sensor.
Multifokala bilder erhållna mednya tekniker gör det möjligt att uppskatta den defokuserade bakgrunden för ett prov mycket mer exakt än vad som kan göras med en enda bild. Forskarna använde denna information för att utveckla en förbättrad algoritm för att ta bort oskärpa i 3D. Det eliminerar defokuserat bakgrundsljus, vilket ofta är ett problem med vidvinkelmikroskopi.
”Vår avancerade suddighetsalgoritm3D-bild undertrycker långt ifrån fokusbakgrund från källor utanför bildvolymen, förklarar Xiao. "Detta förbättrar både bildkontrasten och signal-brusförhållandet, vilket gör algoritmen särskilt användbar för fluorescensavbildning med tjocka prover."
Bevisad mångsidighet
Forskare har demonstrerat en ny teknik medmed allmänt använda mikroskopimetoder. De gjorde 3D-bilder med ett stort synfält som omfattade hundratals neuroner eller hela fritt rörliga organismer. Experter skapade också höghastighets 3D-bilder av rotifer cilia, som rör sig var hundradels sekund. Detta experiment visade tydligt möjligheterna med en ny metod för att erhålla högkvalitativa tredimensionella bilder.
Att demonstrera avancerade förmåga3D-suddningsalgoritm visualiserade forskarna olika tjocka prover, inklusive hjärnan hos en levande mus. De noterade betydande förbättringar i kontrast och signal-brusförhållande. Forskare arbetar för närvarande med att utöka denna teknik så att den kan fungera med ännu fler bildtekniker.
Läs också
Det årliga uppdraget i Arktis har avslutats och uppgifterna är en besvikelse. Vad väntar mänskligheten?
På sjukdagens dag 3 förlorar de flesta COVID-19-patienter luktkänslan och lider ofta av en rinnande näsa
Forskare har fått reda på varför barn är de farligaste bärarna av COVID-19