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虚拟结构光照明双光子荧光显微成像邵永红，郑晓敏，汪洁，陈嘉杰畃琖．磊，吴文帅，周【光电工程／摘要：结构光照明单光子荧光超分辨显微成像技术已经成为生命科学研究的重要手段．为提高荧光显微成像技术的分辨率与成像深度，提出虚拟结构光照明双光子荧光超分辨成像方法，建立虚拟结构光照明双光子荧光超分辨成像理论模型，并分别对图像和系统的空间分辨率提高了叮庀畛直娉上窦际跫染哂兴ü庾佑ü獬上竦墓庋衅芰τ氤上裆疃大的优点。还具有虚拟结构光照明超分辨成像的能力，对高散射的厚生物样本甚至活细胞动态超分辨成像关键词：光学工程；荧光成像；超分辨成像；双光子成像；结构光照明；虚拟结构光照明，琣列新型超分辨技术，如受激发射损耗血技术将系统分辨率大幅提高至远高于衍射极限分辨荧光珠进行模拟成像实验．结果表明，具有重要的潜在应用价值．中图分类号：文献标志码：—琣“畒荧光显微成像已广泛用于生物医学研究，然而由于光学衍射系统的限制，可达到的最小分辨距离约为．为提高光学系统分辨率，出现了一系琒荧光显微技术、随机光学重建显微技术祎和结构光照明显微成像技术琒引．率水平甘畁蚋，但所需的高功率受激辐第卷第深圳大学学报理工版深圳大学物理与光电工程学院，光电器件与系统教育部／广东省重点实验室，广东深圳＃疭甁．．．：猵玸．卜—，Ⅱ．—曙猺。。卜。。；。一。：，鷒“瓻—：．甤五．。。。，，，，·，．猵馈—，篜瑆：．琄：．．；：：琫．猵
万方数据
虚拟结构光照明双光子荧光成像原理邻两幅结构光图案的相位差为，每个方向需术还需要具有开关效应的荧光探针，对染料要求较构光图案，利用结构光与样本频谱的卷积作用，将过相移算法重构超分辨图像．为了解这些已被混频这类动态物体的高分辨率图像．为满足眼球运动的分辨率提高叮捎糜诟呱⑸浜裱镜某回激光谐振器干扰锁模，需在激光器后放置光隔离射耗尽激光对生物样品乇鹗腔钕赴损伤较大，因此，不适于活细胞动态成像．技术必须使用特殊染料，这限制了样品的范围．技术的横向和轴向分辨率分别可达到高于和的水平，但重构一幅超分辨图像需要采集平均数万张原始图像，限制了成像速度．高，限制了其适用范围．际蹩山ǔ上穹直媛提高近叮也恍枰L厥馊玖虾透吖β始す猓学系统相对简单，便于与其他系统兼容，成像速度快，有利于活细胞成像。．在结构光超分辨成像技术中，采用光栅投影或双光束干涉形式，在样品中产生强度正弦调制的结不可探测的高频信息转化为可探测的低频信息，通的高频信息，需获取不同相位下结构光照明产生的荧光图案，如在线性结构光照明超分辨成像中，相要采集ü馔枷瘢个方向共需采集ü图像，最终通过算法重构出超分辨图像，将分辨率提高叮欢谡庵纸峁构獾髦品绞较拢<小伪影，获取高质量的超分辨图像，需要精确控制结构光图案的相移，大的相移误差会导致解频错误而无法实现超分辨成像旧‘．为了解决结构光相移难的问题，研究提出虚拟结构光技术．不同于传统结构光成像技术利用硬件进行结构光调制，虚拟结构光可以通过后期软件编程对荧光衍射图像进行结构光调制，直接避免了相移误差，同样可以将分辨率提高叮⑹迪只钐宄上瘛！盝．在视网膜形态学研究中，由于眼球运动不可避免，导致很难获得快速成像要求，研究通过将虚拟结构光与行扫描成像系统结合以提高成像速度，获得高分辨率的视网膜活体成像。。对于具有一定厚度的易散射样品，单光子过程的激发深度被限制在样品表面以下几十