中大開發新成像方法 促生物醫學研究

2019-10-25
來源:香港商報

  研究人員已開發基於數碼微鏡陣列的雙光子顯微鏡,可在不影響解析度的情況下將雙光子顯微鏡的成像速度提高三至五倍。

  【香港商報網訊】香港中文大學工程學院機械與自動化工程學系陳世祈教授及其團隊,結合壓縮感知演算法與數碼全息顯微鏡,開發了一種高速成像方法,在1秒內即可完成對三維樣品的雙光子螢光成像,速度是傳統點掃描方法的3至5倍。相關研究成果近日於著名期刊《Optics Letters》發表。

  由於神經活動一般在10毫秒量級的時間內完成,傳統的顯微鏡難以直接觀察這些現象;這種新型並基於壓縮感知的雙光子顯微鏡,則可以用於對生物的神經分布進行三維成像,並同時觀察幾百個神經元的活動。

  雙光子顯微鏡利用匯聚的紅外超快脈衝雷射在樣品中,與螢光標貼互動以製成圖像,並已經廣泛應用於生物學研究中。與常規顯微鏡比較,雙光子顯微鏡能夠在深達1毫米的活體組織中進行高解析度三維成像。

  為了提升掃描速度,研究團隊開發了基於數字微鏡器件的多焦點雷射掃描方法。這項研究解決了數位微鏡器件無法調製超快雷射的問題,使之能被集成及應用於超光雷射光束整形、脈衝整形及雙光子成像中。

  研究人員通過結合壓縮感知演算法與數碼全息顯微鏡,進一步提高成像速度;用此方法只需0.55秒對花粉進行三維成像,相比之下,傳統的逐點掃描相同圖像需2.2秒。

  陳世祈教授表示:「這個方法可以將成像速度提升3至5倍,並保持同等的解析度。相信這種新方法可以讓生物與醫學領域例如光遺傳學有新發現。」

[責任編輯:朱劍明]
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