纳光电子前沿科学中心研究团队在新型单物镜光片成像技术研究中取得重要进展
发布时间：2022-06-09
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信息来源：纳光电子前沿科学中心
在传统的光片荧光显微镜中，一般利用两个垂直排列的物镜分别进行光激发和信号收集。这样的双物镜光片显微系统设计需要考虑物镜的数值孔径以及其工作距离之间的匹配关系，继而限制了其对大数值孔径物镜的利用导致空间分辨率受限；同时，这种双物镜垂直放置的光路结构也使得成像系统调节复杂低效，因此单物镜光片荧光显微系统的发展就显得尤为重要。
基于上述的研究环境，团队发明了一种结合微型反射镜阵列的单物镜光片荧光成像系统。如图1所示，这种微型反射镜阵列是由一系列等间距排布的平板状微型反射镜组成，同时每个微型反射镜都保持相同的倾斜角度。当激发光片对样品进行平面激发后，所产生的荧光信息会由同一个物镜进行收集，并通过该微型反射镜阵列，使沿着轴向传播的荧光信息变为垂直于光轴传播的二维平面，被后续成像单元所接收。该单物镜光片荧光成像技术成功地实现了对10um/2um荧光小球以及活细胞成像，如图2所示。
图1.基于微镜阵列的单物镜光片荧光显微成像光路示意图
图2.对COS-7活细胞成像结果展示
这种新型的单物镜光片成像方式从结构上对传统光片荧光成像进行了创新性提升，并使得普通荧光显微系统向光片成像升级更加容易，在高时空分辨成像领域具有广阔的应用前景。
论文的共同第一作者为北京大学物理学院2016级蔡艳辉博士、宾西法尼亚州立大学陈倚竹博士，通讯作者为北京大学施可彬研究员。
上述研究工作得到国家自然科学基金重大研究计划、国家生物医学成像科学中心和广东省基础与应用基础研究重大项目支持。