新型智能显微镜：自适应，曲面也能完美成像
- 2021/10/13 14:21:19 19323
- 来源：闲集网
显微镜是人类最伟大的发明之一。在它发明出来之前，人类关于周围世界的观念局限在用肉眼，或者靠手持透镜帮助肉眼所看到的东西。
显微镜把一个全新的世界展现在人类的视野里，人们第一次看到了数以百计的"新的"微小动物和植物，以及从人体到植物纤维等各种东西的内部构造。显微镜还有助于科学家发现新物种，有助于医生治疗疾病。
现代生物学依赖于我们使用显微镜观察活细胞的能力。光学显微镜的最新进展允许在醋蝇、斑马鱼和老鼠等模式生物中进行细胞和亚细胞成像。
当前技术的基本限制之一是与照明相关的毒性，这会影响所研究的生物过程。到目前为止，除了降低亮度导致图像质量下降之外，这个问题没有太多解决方案。
在Light Science & Application上发表的一篇新论文中，由 Drs 领导的团队。法国艾克斯马赛大学菲涅耳研究所的 Loïc Le Goff 和 Frédéric Galland 开发了一种新型智能显微镜，可使用学习策略以最有效的方式自动计算将光发送到何处以对样品中感兴趣的结构进行成像。
左：绘制弯曲的生物组织。六边形代表细胞表中组织的细胞的荧光轮廓。组织可以被第二个上皮覆盖，该上皮可以被成像过程忽略。右图：从几次采集(绿点)中，显微镜自动估计组织表面(红色网格)，然后可以将采集集中在该表面上，甚至由于传播采集算法而仅集中在荧光细胞轮廓上。图片来源：Faris Abouakil 等人。
该项目的出发点是观察到大多数生物组织都具有良好表征的结构。特别是，大多数胚胎组织成表面——细胞片——在空间中弯曲。
一般的显微镜不适应这种架构的操作：它们扫描聚焦在包含胚胎的整个 3D 空间中的激光，这在照射样品的光的速度和数量方面都非常低效。菲涅尔研究所开发的显微镜自动调整其扫描模式以适应弯曲的生物表面的形态，无需事先了解表面。在测试样品上，与传统共聚焦显微镜相比，我们的智能扫描显微镜减少了多达 100 倍的辐射。
这项突破性技术是菲涅尔研究所的数据科学家、物理学家和生物学家密切合作的结果。该方法开辟了一种新方法，可以对胚胎和类器官等非常脆弱的物体的行为进行长时间成像。有趣的是，该技术可以非常简单地应用于生物学研究所成像设施中的许多商用显微镜。
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