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蘇州醫(yī)工所在介觀顯微成像研究方面獲進(jìn)展
2024年07月25日 10:52:33
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：9663
中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所史國華團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了介觀視場下的平場復(fù)消色差物鏡結(jié)構(gòu)，研制出已報(bào)道的亞微米分辨率下成像視場最大且工作波段最寬的介觀顯微物鏡，并搭建相關(guān)單光子/雙光子成像系統(tǒng)。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】作為生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域不可或缺的研究工具，光學(xué)顯微鏡利用光學(xué)原理將肉眼無法分辨的微小物體放大成像，使研究者能夠深入觀察物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和特征。光學(xué)顯微鏡是生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料學(xué)等領(lǐng)域的重要的研究工具。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，通過對病理切片的觀察，醫(yī)生可以準(zhǔn)確判斷疾病的類型和嚴(yán)重程度，為患者的治療提供精確指導(dǎo)。同時(shí)，光學(xué)顯微鏡在微生物學(xué)和免疫學(xué)中的應(yīng)用，也為傳染病的診斷和治療提供了科學(xué)依據(jù)。
物鏡是顯微鏡的核心器件，決定顯微成像的分辨率和成像視場兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。物鏡的成像視場和分辨率相互制約，而具備亞微米分辨率物鏡的成像視場往往被限制在1mm左右。近年來，跨尺度高通量的成像需求日益增長，但常規(guī)顯微物鏡無法同時(shí)滿足大視場高分辨的成像特性。介觀顯微物鏡具有復(fù)雜的光學(xué)結(jié)構(gòu)與優(yōu)秀的像差優(yōu)化，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)高數(shù)值孔徑和超大的成像視場，顯著提升光學(xué)顯微鏡的成像通量。
然而，目前的介觀物鏡成像波段單一，僅可進(jìn)行可見光或近紅外單波段成像，無法滿足多樣化熒光成像的要求。此外，現(xiàn)有介觀物鏡成像視場直徑集中在3mm至6mm，而越來越多的應(yīng)用場景需要進(jìn)一步提升介觀物鏡的成像視場以獲取更高的成像通量。
近期，中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所史國華團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了介觀視場下的平場復(fù)消色差物鏡結(jié)構(gòu)，研制出已報(bào)道的亞微米分辨率下成像視場最大且工作波段最寬的介觀顯微物鏡，并搭建相關(guān)單光子/雙光子成像系統(tǒng)。該物鏡具備8mm視場直徑，0.5NA數(shù)值孔徑，且成像波段可達(dá)400至1000nm。研究利用該物鏡對小鼠腦和腎切片成像，獲得了單幀13.5億像素的超高通量圖像。研究將該物鏡與20倍0.5NA的商業(yè)物鏡進(jìn)行定量對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該介觀物鏡與商業(yè)物鏡具備相似的成像質(zhì)量，卻擁有超過商業(yè)物鏡40倍的成像視場面積。同時(shí)，研究在同一個(gè)物鏡上實(shí)現(xiàn)了單光子/雙光子介觀成像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該物鏡在大尺度樣本高分辨多波段成像如腦圖譜繪制、跨腦區(qū)單光子/雙光子成像、類器官高分辨成像等方面具有潛力。
相關(guān)研究成果以Large-field objective lens for multi-wavelength microscopy at mesoscale and submicron resolution為題，發(fā)表在《光電進(jìn)展》(Opto-Electronic Advances)上。
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