新式显微时候冲破快速3D成像极限
好意思国加州大学圣克鲁斯分校团队培育出一种新式显微时候,冲破了快速3D成像的极限。他们期骗25台相机构成高速显微镜,能一次性捕捉扫数微型生物体里面的及时细胞动态历程。该时候为发育生物学、神经科学和通顺议论等鸿沟提供了前所未有的不雅察技能,将推进生物医学议论向更高维度和智能化方针发展。关联效果发表于最新一期《光学》期刊。
传统显微镜在取得3D图像时,时常依赖机械聚焦或逐层扫描不同深度,这一历程速率较慢,无法捕捉快速发生的生物动态,还容易变成图像畸变或信息丢失。为处置这一问题,团队培育了名为M25的新式显微镜系统。该系统基于多焦点显微镜时候进行扩展,期骗25个同步使命的相机,同期纪录来自不同焦平面的图像,从而达成无需扫描的高速3D成像。
议论标明,新显微镜可在高达180×180×50微米的3D空间内,以每秒开端100个体积帧率网罗25个焦平面的数据,借钱炒股达到及时成像水平。系统中枢是一块特制的衍射光学元件,它能将入射光分割并提醒至25个相机,每个相机对应一个独处且精准放浪的焦平面。为了克服传统色散改进组件体积大、难以扩展的问题,团队野心了集成在各相机镜头前的定制耀眼光栅,有用改进了多焦点光栅引起的色散效应。
M25系统的要津立异在于用轻巧紧凑的定制光栅,替代了传统坚苦的棱镜系统。这种野心使其特别适用于不雅察胚胎发育能够摆脱通顺的微型形状生物。
考据中,团队对包括秀美隐杆线虫和黑腹果蝇在内的多种活体形状生物进行了及时3D成像。以前,科学家在不雅察线虫通顺时每每只可看清部分形体结构,而M25则能全程跟踪整条线虫在3D空间中的当然通顺轨迹。这为通晓生物神经系统提供了全新器用,还可进一步商量基因突变、疾病情状或药物侵扰对动物动作的影响。
M25系统可径直装置在圭臬商用显微镜的侧端口上,除特制的衍射光学元件外,无需荒芜专用硬件,显耀缩短了膨大的时候门槛。