光片

2020-12-28 09:57:13 浏览:854

背景

光学成像仪器可以对微小的物体进行放大,对一些人眼无法识别的系统进行成像,扩大人类的视野。但是光学成像系统都会受到一个问题的困扰:成像深度受限。人眼同样也存在这个问题,但是人脑具有自动滤除离焦图像信息的功能,因此人眼可以清晰的观察这个世界。但是使用光学系统进行成像时,离焦的图像信息也会出现在成像上,造成光学系统成像分辨率下降,成像质量下降。除了使用共聚焦显微镜外,还可以使用光片显微镜对某一层的样本进行观察以提高深度分辨率[1]

光片

最早“Spalt-Ultramikroskop”使用汞灯或者太阳光为光源,将光源发出的光通过一个狭缝(Slit),通过狭缝的光会由一个物镜(Objective)进行聚焦,通过适当的调节在物镜像方与狭缝共轭的位置产生一个条状亮斑,通过这个条状亮斑对样本进行照射,即可对某一层的样本进行照射,所照射到的样本区域为片状,这个片状光束即为光片(Light-Sheet)。在与光片照射样本区域正交的位置加入显微成像系统,所观察到的样本为光片所照射到的样本区域,具有一定层析能力,一定程度上解决了传统光学显微镜层析能力的问题。

光片技术发展

随着技术的发展,人们使用更加精密的狭缝代替传统的狭缝,但是使用狭缝会受到衍射极限的影响,极限分辨率相对较低。因此使用圆柱形透镜代替狭缝对光源发出的光进行一维聚焦,以用于对某一层的样本进行照射,进一步提高成像分辨率。

如图1所示,现阶段的光片显微镜通常为荧光成像,通过改变光源波段以及功率,使得经过圆柱形透镜后的片状光源与所照射到的生物组织样本中的荧光体反应产生荧光信号,通过在光片所照射区域正交的方向加入成像系统,即可得到具有一定层析能力的光片显微镜[2](Light-Sheet Mircoscopy)。

图 1 圆柱形透镜光片显微镜结构图

特点       

光片显微镜可以对厚样本快速断层成像,但是随着光片在组织中的传播,光功率会不断衰减,造成样本的光激励强度梯度下降,不利于对一片样本的均匀成像。

参考文献

[1] Stelzer, Ernst H K . Light-sheet fluorescence microscopy for quantitative biology[J]. Nature Methods, 2014, 12(1):23-26.
[2] Adams M W , Loftus A F , Dunn S E , et al. Light sheet fluorescence microscopy (LSFM)[J]. Current protocols in cytometry / editorial board, J. Paul Robinson, managing editor. [et al.], 2015, 71:12.37.1-12.37.15.

荧光成像

作          者: 泮桥成像光电商城

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