中大开发新成像方法 促生物医学研究
中评社香港10月25日电/据香港商报报道,香港中文大学工程学院机械与自动化工程学系陈世祈教授及其团队,结合压缩感知演算法与数码全息显微镜,开发了一种高速成像方法,在1秒内即可完成对三维样品的双光子萤光成像,速度是传统点扫描方法的3至5倍。相关研究成果近日于著名期刊《Optics Letters》发表。
由于神经活动一般在10毫秒量级的时间内完成,传统的显微镜难以直接观察这些现象;这种新型并基于压缩感知的双光子显微镜,则可以用于对生物的神经分布进行三维成像,并同时观察几百个神经元的活动。
双光子显微镜利用汇聚的红外超快脉冲雷射在样品中,与萤光标贴互动以制成图像,并已经广泛应用于生物学研究中。与常规显微镜比较,双光子显微镜能够在深达1毫米的活体组织中进行高解析度三维成像。
为了提升扫描速度,研究团队开发了基于数字微镜器件的多焦点雷射扫描方法。这项研究解决了数位微镜器件无法调制超快雷射的问题,使之能被集成及应用于超光雷射光束整形、脉冲整形及双光子成像中。
研究人员通过结合压缩感知演算法与数码全息显微镜,进一步提高成像速度;用此方法只需0.55秒对花粉进行三维成像,相比之下,传统的逐点扫描相同图像需2.2秒。
陈世祈教授表示:“这个方法可以将成像速度提升3至5倍,并保持同等的解析度。相信这种新方法可以让生物与医学领域例如光遗传学有新发现。”