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新显微技术观察活体细胞 敏感度增至七倍

2021-01-15 19:04:39    来源:我要精气神    浏览次数:    字号:TT

  日本科学家最近发明了一种显微镜成像方案,在现有光学显微镜硬件的基础上,也无需额外的萤光染料,即可将观测细胞的精确度增加到现有技术的七倍,有助于实时观测细胞内外病毒活动的情况。

新显微技术观察活体细胞 敏感度增至七倍

  细胞大多是半透明的,光学显微镜的基本原理是通过相机检测到光线通过细胞不同区域的时候所产生的细微的不同,也叫相位差,再利用计算机把相位差转换为图像中的幅度或对比度的变化,从而为细胞成像。因此显微镜的成像敏感度受限于相机能够检测相位差的范围。

  东京大学光子科学技术研究所的井口拓郎说:“用相同的成像感应器,想要看到更多细节,需要扩宽相位差范围,才能检测光线更细微的相位变化。”

  但是他们发明的一种技术,通过两次曝光、两次成像,获得了更细节的图像。他们的新发明近期发布在光子学期刊《光:科学与应用》上。

  “我们的方法不需要特殊的激光、特殊的显微镜或图像感应器。我们能够为活体细胞成像,无需使用染色剂或萤光剂,不会对细胞产生光学毒害。”井口拓郎介绍说。

  这项技术第一次以传统的方式成像,之后电脑迅速按照样品的图像设计一个镜像光波,利用一个附加的元发射这个镜像波形,对细胞样品进行第二次曝光和成像。

  研究称,如果第一次成像是完美的,那么第二次得到照片将是漆黑一片、空无一物的照片。当然这不可能,所以第二次成像可以看到一些细微的相位差。

  研究人员再从第二次细微的相位差,利用电脑分析,将两次照片结合,构建出细胞的最终图像。这份研究展示的实验中,研究人员估计新方法成像的敏感度达到现有技术的七倍。

  井口拓郎说,这种技术的优势在于,无需任何染色剂或萤光剂,即可以看到活体细胞内部微小粒子的活动情况。

  “比如,可以检测到像病毒这类纳米尺度大小的粒子,在细胞内部和外部活动的情况,有助于研究人员实时观测细胞在病毒影响下的活动。”

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