Исследователи использовали передовые подходы визуализации для достижения супер-разрешением микроскопии с беспрецедентной скоростью. Новый метод позволит получать информацию о процессах, происходящих в живых клетках со скоростью, не раньше.
Супер-разрешение техник, которые часто называют nanoscopy, добиться разрешения нано-масштаба на преодоление дифракционного предела света. Хотя nanoscopy может захватывать изображения отдельных молекул внутри клетки, трудно использовать с живыми клетками, потому что сотни или тысячи кадров изображений, реконструкция изображений-процесс слишком медленный, чтобы отслеживать быстро меняющуюся динамику.
В Optica, оптического общества (Оса) журнал для исследований воздействия, исследователи из Китайской академии наук описывают, как они использовали нестандартный подход визуализации известный как призрак воображения для повышения скорости визуализации nanoscopy. Комбинация производит нанометровым разрешением, используя порядков меньшее количество кадров изображения, чем традиционные методы nanoscopy.
«Наш метод визуализации может зонд динамика происходит на временных масштабах миллисекунд в субклеточных структур с пространственным разрешением в десятки нанометров — пространственное и временное разрешение, при котором биологические процессы происходят», — сказал Ван Чжунян, соруководитель исследовательской группы.
Сочетание методов визуализации для более быстрого
Новый подход основан на стохастической оптической микроскопии реконструкции (шторм), который был одним из трех супер-методов урегулирования должен быть признан с Нобелевских премий в 2014 году. Шторм, который также иногда называют фотоактивированными локализации микроскопии (Palm), которые, представляет собой широкое поле метод, который использует флуоресцентные метки, которые переключаются между светоизлучающие (о) и темный (от) государства. Приобретая сотни или тысячи снимков, причем каждый захват подмножество флуоресцентные метки, которые на данный момент времени, позволяет расположение каждой молекулы должны быть определены и использованы для восстановления изображения флуоресценции.
Исследователи превратились в призрак воображения, чтобы ускорить процесс шторм воображения. Призрак воображения формирует изображение путем соотнесения легким узором, который взаимодействует с объектом с эталонной картиной, что не. Индивидуально, световые узоры не несут какой-либо значимой информации об объекте. Исследователи также используется при сжатии изображений, вычислительный подход, который дает возможность реконструкции изображения с меньшим количеством рисков, потому что он использует алгоритм, чтобы заполнить недостающую информацию.
«В то время как шторм требует низкой плотности люминесцентных меток и многие кадры, наш подход может создавать изображение высокого разрешения, используя очень мало кадров и высокой плотностью флуорофоров», — сказал соруководитель исследования Shensheng Хан. «Это также не требуется никаких сложных освещения, которое помогает уменьшить фотообесцвечивания и фототоксичности, которые могут нанести вред динамических биологических процессов и живых клеток.»
Повышение эффективности визуализации
Внедрять новую технику, ученые использовали оптический компонент, известный как случайный фазовый модулятор в свою очередь флуоресценции от образца в случайный узор спекла. Кодирование флуоресценции в этом случае допускается каждый пиксель очень быстрая КМОП-камера для сбора интенсивности света от объекта в одном кадре. Для формирования изображения через Духа визуализации и сжатия изображений, эта интенсивность света коррелировала со ссылкой узор свет в один шаг. Результат был более эффективным приобретение изображения и уменьшение количества кадров, необходимых для формирования изображения высокого разрешения.
Исследователи проверили метод с помощью его изображения в 60-нанометровой кольцо. Новый подход nanoscopy может разрешить кольцо, используя только 10 кадров изображения в то время как традиционные подходы шторм до 4000 кадров для достижения того же результата. Новый подход также разрешен 40-нанометровой линейки с 100 кадров изображения.
«Мы надеемся, что этот метод может быть применен для различных флуоресцирующих образцов, в том числе те, которые проявляют слабую флуоресценцию, чем те, которые используются в данном исследовании,» сказал Ван. Исследователи также хотят сделать технику быстрее, чтобы достигнуть видео-курс обработки изображений с большим полем зрения и планируете использовать его для приобретения 3d и цветные изображения.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!