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逐个光子地构建图像以增加显微镜提供的信息内容

导读 由于快速、紧凑的探测器阵列的出现,激光扫描显微镜的世界正在迅速发展。这些阵列取代了传统共焦激光扫描显微镜的典型单元件探测器,从而实

由于快速、紧凑的探测器阵列的出现,激光扫描显微镜的世界正在迅速发展。这些阵列取代了传统共焦激光扫描显微镜的典型单元件探测器,从而实现了新的独特功能。

传统探测器仅提供所收集光的强度值,而像素化探测器还可以记录入射光的空间分布,从而有效地为每个扫描点构建照明区域的小图像。

探测器阵列提供的额外空间信息可实现称为图像扫描显微镜 (ISM) 的超分辨率技术。ISM 通过计算从显微镜生成的原始多维数据集中构建单个图像。最终图像的信噪比(SNR)、光学切片和空间分辨率比传统共焦显微镜更好。

详细地说,ISM 图像的横向分辨率可以超过阿贝极限达两倍。然而,这些优点是通过仅利用空间信息来实现的;现代荧光生物成像可以通过时间分辨采集进一步丰富,从而能够获取编码到荧光动力学中的结构和功能信息(例如荧光寿命)。

最近,热那亚意大利理工学院 (IIT) 的研究人员开发了一种紧凑而有效的 ISM 显微镜,配备单光子雪崩二极管 (SPAD)阵列探测器,能够在单一架构中提供高分辨率结构和功能成像。该研究发表在《Advanced Photonics》上。