光器用于光片熒光顯微鏡光片熒光顯微鏡的優(yōu)點(diǎn)光片熒光顯微鏡（LSFM）是一種可以對(duì)活體標(biāo)本進(jìn)行快速且無光毒性3D觀測(cè)的強(qiáng)大顯微成像技術(shù)。LSFM技術(shù)將寬場(chǎng)成像的速度與適度的光學(xué)切片和低光漂白特點(diǎn)相結(jié)合，因此也被稱為選擇性平面照明顯微鏡（SPIM），或簡(jiǎn)稱為“光片”。SPIM或LSFM共同的定義特征是從側(cè)面對(duì)焦平面進(jìn)行平面照明，在任何給定時(shí)間，僅對(duì)樣品的一小部分進(jìn)行照明，因此與寬場(chǎng)輻射熒光相比，可以較大限度地減少光損傷并提供改善信噪比的光學(xué)切片。此外由于圖像是以寬場(chǎng)（2D平行）方式收集的，因此光片成像比一次僅檢測(cè)一個(gè)像素的點(diǎn)掃描共聚焦顯微鏡快得多。由于三個(gè)關(guān)鍵特性，光片熒光顯微鏡正成為體積成像較流 ...

分配其周圍的熒光信號(hào)(光子重新分配)，可提高線掃描方向上的空間分辨率。組合從多個(gè)視圖獲取的圖像體積進(jìn)一步提升體積分辨率。舉例說明，體積分辨率提升5.3倍：從335nmX285nmX575nm提升到225nmX165nmX280nm。(4)動(dòng)態(tài)三維結(jié)構(gòu)光顯微成像。一維結(jié)構(gòu)光使得采集速度下降了15倍(因?yàn)槊總€(gè)方向采集5張圖，共三個(gè)方向)，因此不適合實(shí)時(shí)超分辨應(yīng)用。在這里，訓(xùn)練一個(gè)殘差信道注意力網(wǎng)絡(luò)(residual channel attention network, RCAN)從衍射極限輸入預(yù)測(cè)一維超分辨圖像。當(dāng)訓(xùn)練數(shù)據(jù)所用樣本的方向是隨機(jī)的時(shí)候，只需要旋轉(zhuǎn)輸入圖像，然后重新作為訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)輸入 ...

盾，這在實(shí)時(shí)熒光成像中被稱為“挫折金字塔(pyramid of frustration)”。在通常需要對(duì)多個(gè)平面進(jìn)行軸向掃描的三維(3D)生物體中，情況變得更糟。一次實(shí)驗(yàn)的時(shí)間窗口只能支持?jǐn)?shù)百個(gè)體積采集，以避免總光劑量超過300 J/cm2 從而造成相當(dāng)大的光損傷。LSM通過僅激發(fā)對(duì)焦區(qū)域以避免不必要的曝光來緩解該問題。帶有AO的晶格LSM進(jìn)一步提高了透明生物體的時(shí)空分辨率，但小視野(FOV)和AO校正都限制了其大體積觀測(cè)時(shí)的速度。此外，由于組織不透明和空間限制，很難以亞細(xì)胞分辨率在哺乳動(dòng)物組織中應(yīng)用LSM。在哺乳動(dòng)物中以亞細(xì)胞分辨率和低光子劑量進(jìn)行長(zhǎng)期、高速成像仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。在各種體積成像 ...

借助于鈣離子熒光指示劑，將神經(jīng)元中鈣離子濃度的變化反映在熒光強(qiáng)度的變化上，從而可以推測(cè)神經(jīng)元的活動(dòng)（當(dāng)前鈣成像常用的手段是雙光子顯微成像手段）。準(zhǔn)確神經(jīng)元提取和尖峰推斷（spike inference）是進(jìn)行進(jìn)一步分析的前提，這需要高信噪比鈣成像。然而，由于體內(nèi)鈣瞬變(calcium transients)的低峰值積累和快速動(dòng)態(tài)變化導(dǎo)致熒光光子的缺乏，使得鈣成像容易受到噪聲污染（即光子散粒噪聲和電子噪聲）的影響。獲得高信噪比鈣成像最直接的方法是提高激發(fā)光強(qiáng)度，但其導(dǎo)致的光漂白、光毒性和組織加熱對(duì)樣品健康和光敏生物過程不利。更有效的策略包括使用更亮的鈣指示劑和更先進(jìn)的光電檢測(cè)技術(shù) ，但在光子受限 ...

的深度上解析熒光的能力。技術(shù)要點(diǎn)：基于此，美國(guó)波士頓大學(xué)的Mitchell Clough(一作)和Jerry L. Chen(通訊)提出了一種四區(qū)域大視場(chǎng)雙光子顯微鏡(quad-area large FOV two-photon microscope, Quadroscope)，能夠在橫跨約5mm的總視場(chǎng)上實(shí)現(xiàn)四個(gè)可獨(dú)立靶向大腦區(qū)域的視場(chǎng)同時(shí)視頻幀率細(xì)胞級(jí)分辨率成像。作者展示了其在行為相關(guān)時(shí)間尺度上測(cè)量小鼠感覺運(yùn)動(dòng)皮層鈣活性的能力。(1)使用兩個(gè)獨(dú)立掃描引擎實(shí)現(xiàn)跨大視場(chǎng)同時(shí)成像，兩個(gè)掃描引擎使用相似的物鏡和相似的光學(xué)組件，結(jié)合自適應(yīng)光學(xué)實(shí)現(xiàn)雙區(qū)域成像的分辨率增強(qiáng)。(2)引入基于焦平面單元(fo ...

S）、雙光子熒光、二次諧波生成（second-harmonic generation, SHG）成像等（參見本訂閱號(hào)前述多光子相關(guān)文章，傳送門1，傳送門2，傳送門3）。這些成像方法對(duì)指示疾病狀況的潛在組織結(jié)構(gòu)和成分敏感。最近，由于諸如通過全息手段控制光場(chǎng)及控制光在復(fù)雜介質(zhì)中的傳輸?shù)炔ㄇ罢渭夹g(shù)的發(fā)展，使得用細(xì)的多模光纖作為激光掃描顯微內(nèi)窺鏡的探頭成為可能。當(dāng)前不足：多模光纖不能夠保持光的偏振態(tài)，現(xiàn)有的保持光纖偏振態(tài)的方法都很復(fù)雜。而使用偏振光可以觀測(cè)到二階非線性極化率張量。二階非線性極化率張量能反映樣品的組成、手性和結(jié)構(gòu)組織（例如局部原纖維取向）。文章創(chuàng)新點(diǎn)：捷克共和國(guó)CAS科學(xué)儀器研究所的A ...

幾種導(dǎo)星是：熒光導(dǎo)星、動(dòng)態(tài)導(dǎo)星、超聲導(dǎo)星。熒光導(dǎo)星和動(dòng)態(tài)導(dǎo)星是侵入式的，因此不太適用于一般的應(yīng)用。超聲導(dǎo)星利用聲光調(diào)制作為虛擬光源，在非侵入式散射介質(zhì)內(nèi)光學(xué)聚焦很有應(yīng)用前景。當(dāng)前不足：目前使用超聲導(dǎo)星在散射介質(zhì)中進(jìn)行光學(xué)聚焦的技術(shù)被稱為時(shí)間反轉(zhuǎn)超聲編碼（time-reversed ultrasonically encoded, TRUE）光學(xué)聚焦，是由本文汪立宏組于2011年發(fā)明的（成果發(fā)表在nature photonics上）。簡(jiǎn)單來說，TRUE描述的是：當(dāng)散射光子通過散射介質(zhì)內(nèi)的超聲聚焦場(chǎng)時(shí)，一部分光子會(huì)發(fā)生頻移，這部分光子稱為超聲標(biāo)記光子；記錄超聲標(biāo)記光子的光場(chǎng)，然后時(shí)間反轉(zhuǎn)在超聲焦點(diǎn)位 ...

收焦平面外的熒光信號(hào)）。由此組成的新的顯微鏡成為一個(gè)投影成像系統(tǒng)，可以將多個(gè)不同的投影視角信息積分記錄。具體實(shí)現(xiàn)是將不同的切片（對(duì)應(yīng)不同的z軸位置）以不同的視角投影在相機(jī)上，所有視角在一個(gè)相機(jī)幀內(nèi)記錄完。即一個(gè)相機(jī)幀記錄所有Z軸信息。數(shù)據(jù)量大大減少，成像速度提升百倍以上。通過同時(shí)多角度成像的方法還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)三維成像和粒子定位。原理解析：（1）作者所提模塊的工作原理類似于計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的錯(cuò)切變形變換（shear-warp transform）。圖1a描述在同一個(gè)體積空間有多個(gè)不同形狀的物體，頂部表示體積空間的錯(cuò)切變換，中間表示體積空間的旋轉(zhuǎn)變換，底部表示體積空間投影圖。當(dāng)投影方向一致時(shí)，錯(cuò)切變 ...

制出超分辨率熒光顯微鏡”，從此人們對(duì)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù) (PSF) 工程的認(rèn)識(shí)有了顯著提高。Moerner 展示了 PSF 工程與 Meadowlark Optics SLM 的使用案例，用于熒光發(fā)射器的超分辨率成像和 3D 定位。 PSF工程已被證明使顯微鏡能夠使用多種成像模式對(duì)樣本進(jìn)行成像，同時(shí)以非機(jī)械方式在模式之間變化。這允許對(duì)具有弱折射率的結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像，以及對(duì)相位結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量測(cè)量。 已證明的成像方式包括：螺旋相位成像、暗場(chǎng)成像、相位對(duì)比成像、微分干涉對(duì)比成像和擴(kuò)展景深成像。美國(guó)Meadowlark Optics 公司專注于模擬尋址純相位空間光調(diào)制器的設(shè) 計(jì)、開發(fā)和制造，有40多年的歷史，該公司 ...

。適用于生物熒光分析如熒光激發(fā)、光遺傳學(xué)、熒光原位雜交、內(nèi)窺鏡照明、微流控等照明。圖1 Lumencor光源成像示意圖二、Lumencor顯微鏡光源分類(1)激光光源：Lumencor 的 CELESTA 和 CELESTA quattro 光引擎包含 4-7 個(gè)可單獨(dú)尋址的固態(tài)激光光源陣列。激光輸出與復(fù)雜的控制和監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，提供旋轉(zhuǎn)盤共聚焦顯微鏡、空間分辨轉(zhuǎn)錄組學(xué)和其他高ji成像應(yīng)用所需的高性能照明。圖2 CELESTA 光源（2）LED光源：4、5 或 6 個(gè)固態(tài)照明光源同時(shí)工作以產(chǎn)生白光，多種型號(hào)可選，光纖輸出或液體光導(dǎo)輸出。圖3 SOLA光源及其光譜圖4 PEKA光源及其光譜（3） ...