新的显微镜技术破坏了快速成像3D的极限

科学与技术日-Un，北京，8月17日（记者Zhang Menganran）加利福尼亚大学的圣克鲁斯分校，在美国的Santa Cruz开发了一种新的显微镜技术，这是由于快速3D成像的局限性而破坏了。他们使用25台摄像头产生了高速显微镜，该显微镜可以一次在整个小生物体中获得实时的细胞动态过程。这项技术为发育生物学，神经科学和运动研究领域提供了不成功的程序，并将促进智力规模和方向的生物医学研究的发展。相关结果已发表在最新的光学期刊上。 捕获3D图像时，传统显微镜通常依赖于机械焦点或通过不同深度的层来扫描。这个过程很慢，无法获得生物动力学的快速发生，这很容易导致图像失真或信息丢失。解决这个问题M，该团队开发了一种名为M25的新显微镜系统。该系统是根据多灶显微镜技术扩展的，使用25个并发摄像机一次记录来自不同焦点平面的图像，从而无需扫描即可实现高速3D成像。 研究表明，新的显微镜可以从25个焦平面到每秒100次以上的帧速率，在3D空间中，最高为180×180×50微米，达到实时成像水平。系统的核心是一种特殊的衍射光学元件，可以将其划分为25个相机，每个相机都具有独立，准确的控制焦平面。为了克服大规模和难度扩大传统校正的问题的问题，团队设计了一个在每个相机镜头前集成的自定义闪亮栏杆，有效地纠正了由多对焦栏杆引起的分散体的影响。 M25系统的主要更改是替换传统的大型棱镜系统，具有轻巧和紧凑的定制栏杆。该设计专门适用于观察胚胎或自由运动发展的小型模型生物。 在验证期间，团队对各种生活模式的生物进行了实时的3D成像，包括Elemants和果蝇Melanogaster。过去，科学家在观察线虫运动时通常只会看到外套的某些结构，而M25可以在整个过程中监测3D空间中整个线虫的自然轨迹运动。它为评估生物神经系统的评估提供了一种全新的工具，并进一步探讨了遗传突变，疾病状况或药物干预对动物行为的影响。 M25系统可以直接安装到标准商业显微镜端口的端口。除了特殊的光学组件外，不需要进一步的专用硬件明显地降低了促销的技术阈值。 【主编辑圈】 3D实时显微镜技术的成功带来了生物医学研究的重要变化。传统的显微镜受到二维成像和静态感觉的限制，这使得很难获得生活活动的整体图片。相比之下，实时3D显微镜可以对实时样品进行高分辨率的动态观测。例如，在细胞生物学领域，该技术允许科学家直观地监测移动肿瘤细胞的路径，从而为研究癌症转移和感染机制提供了新的观点。将来，预计该技术将被深入融合到人工智能中，以实时捕获一个更微观的动态世界，并促进生物医学研发。在床应用领域不断创造突破。