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哈工大儀器科學(xué)與工程學(xué)院顯微所劉儉教授團(tuán)隊(duì)研究成果為集成化單幀三維顯微成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供新思路

2024-10-25 10:43:27來源:哈爾濱工業(yè)大學(xué)關(guān)鍵詞:顯微成像系統(tǒng)閱讀量:3288
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  近日有力扭轉,哈工大儀器科學(xué)與工程學(xué)院(以下簡稱“儀器學(xué)院”)貢獻法治、南洋理工大學(xué)、新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)等合作團(tuán)隊(duì)共同提出了一種基于超構(gòu)表面的單幀三維成像顯微系統(tǒng)發展需要,并驗(yàn)證了該系統(tǒng)在工業(yè)和生物領(lǐng)域的應(yīng)用。該研究以《單幀三維成像超顯微鏡》(Single-Shot 3D Imaging Meta-Microscope)為題管理,發(fā)表在《納米快報(bào)》(Nano Letters)上顯示。該研究為集成化單幀三維顯微成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了新思路。
 
  在現(xiàn)代光學(xué)顯微成像領(lǐng)域效率和安,三維顯微成像的發(fā)展為我們提供了更全面的觀察和理解微觀世界的能力設計能力,有助于揭示生命過程中的細(xì)節(jié)、材料中的微觀結(jié)構(gòu)和納米尺度的相互作用深入開展。目前常用的三維顯微成像技術(shù)包括激光共聚焦顯微術(shù)更為一致、光場顯微術(shù)、多光子顯微術(shù)以及結(jié)構(gòu)光照明顯微術(shù)等技術的開發,都不可避免地需要長時(shí)間的掃描或復(fù)雜的光機(jī)結(jié)構(gòu)研究與應用,這極大增加了所需的時(shí)間成本和硬件成本,不利于快速更高效、高效的三維成像全面協議,限制了對活細(xì)胞生命運(yùn)動和三維結(jié)構(gòu)的觀察。
 
  研究團(tuán)隊(duì)利用超構(gòu)表面對光場進(jìn)行亞波長分辨率的高自由度調(diào)控具體而言,提出了一種在4f系統(tǒng)中基于超構(gòu)表面實(shí)現(xiàn)雙螺旋點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的方法工具。通過全介質(zhì)超構(gòu)表面構(gòu)建的4f-超顯微鏡成功實(shí)現(xiàn)了單幀三維成像,避免了長時(shí)間的掃描喜愛。在此基礎(chǔ)上重要的角色,該研究將4f-超顯微鏡集成至由單層超構(gòu)表面組成的2f-超顯微鏡,驗(yàn)證了該系統(tǒng)具有可調(diào)控的軸向探測范圍向好態勢,所提出的單幀三維成像超顯微鏡在大軸向探測范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了亞微米的軸向定位精度平臺建設,并在工業(yè)樣本和生物組織中進(jìn)行了應(yīng)用驗(yàn)證。
 
  哈工大為論文第一通訊單位共創美好,儀器學(xué)院博士研究生郝慧捷推動並實現、王新偉,新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)王浩博士為共同第一作者特點,儀器學(xué)院劉儉教授積極回應、丁旭旻教授為共同通訊作者。同時(shí)該工作獲得儀器學(xué)院譚久彬院士的指導(dǎo)和大力支持又進了一步。
 
  該研究工作獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年科學(xué)家項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金資助多種場景。哈工大全媒體(劉培香 丁旭旻 郝慧捷 文/圖)
 
  圖1 單幀三維成像超顯微鏡 (a)4f-超顯微鏡和2f-超顯微鏡示意圖(b)“HIT”字母三維圖像(c)桃花花粉細(xì)胞三維圖像
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