【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)(KAUST)成立于2009年9月，是沙特性、研究型大學(xué)，擁有世界先進(jìn)的科研設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室。該校目前不招收本科生，只面向招收研究生、博士生。據(jù)了解，近日，阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)(King Abdullah University of Science and Technology，簡(jiǎn)稱(chēng)“KAUST”)的研究人員展示了如何通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡來(lái)獲取更多信息。
 

　　為推動(dòng)生物學(xué)的發(fā)展，顯微鏡技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要，顯微鏡基礎(chǔ)的成像原理是通過(guò)測(cè)量穿過(guò)物體的光強(qiáng)度來(lái)成像。因此需要能夠以不同方式散射和吸收光的樣品。但是，眾所周知，許多活細(xì)胞能夠吸收的可見(jiàn)光非常少，這意味著在明暗區(qū)域之間差異非常小，也就是我們俗稱(chēng)的對(duì)比度。這也使得生物學(xué)家們很難看到更精細(xì)的細(xì)節(jié)。
 

　　但是，穿過(guò)樣品的光不僅會(huì)改變其強(qiáng)度，還會(huì)改變其相位：即光波中各個(gè)峰的相對(duì)時(shí)間。KAUST的博士生Congli Wang解釋說(shuō)道：“相位差顯微鏡能夠?qū)⑾辔晦D(zhuǎn)換成更大的幅度變化，因此可以觀察到更精密、細(xì)致的透明結(jié)構(gòu)。”
 

　　KAUST視覺(jué)計(jì)算中心的Wang和他的同事們，在計(jì)算機(jī)科學(xué)教授Wolfgang Heidrich的帶領(lǐng)下，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出一種用于定量相位和灰度成像的新方法。其中對(duì)顯微鏡性能至關(guān)重要的器件被稱(chēng)為波前傳感器。波前傳感器是專(zhuān)為自適應(yīng)光學(xué)而設(shè)計(jì)的傳感器，可將波前相位的信息編碼為灰度圖像。
 

　　研究人員通過(guò)定量相位成像檢測(cè)具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的透明小樣品的幾何形狀；例如，三維紅細(xì)胞(左)和微透鏡陣列(右)。

 

　　該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種創(chuàng)新型的高分辨率波前傳感器，目前正將其整合到商用顯微鏡中，以提高顯微鏡成像的性能。同時(shí)，他們還通過(guò)自己研發(fā)的計(jì)算機(jī)算法重構(gòu)相襯圖像，以數(shù)字化方式從一對(duì)圖像中檢索定量相位：即沒(méi)有樣品時(shí)獲取的校準(zhǔn)圖像和樣品到位時(shí)獲取的測(cè)量圖像。
 

　　該方法從多個(gè)方面簡(jiǎn)化了顯微鏡的使用。盡管有些方法過(guò)去已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了定量相位成像，但設(shè)置成本高且復(fù)雜，還需要專(zhuān)用光源或長(zhǎng)時(shí)間才能生成圖像。“我們的方法能夠通過(guò)成本低廉的簡(jiǎn)單光學(xué)器件、普通的白光源和實(shí)時(shí)視頻傳輸速率進(jìn)行快速計(jì)算，快照采集高分辨率的明場(chǎng)幅度以及準(zhǔn)確的定量相位圖像。”Heidrich說(shuō)道，“據(jù)我們所知，這是將所有這些優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起。”
 

　　顯微鏡是由一個(gè)透鏡或幾個(gè)透鏡的組合構(gòu)成的一種光學(xué)儀器，是人類(lèi)進(jìn)入原子時(shí)代的標(biāo)志。主要用于放大微小物體成為人的肉眼所能看到的儀器。成像就是生物樣本的造影技術(shù)，依照樣本尺度大小可以概分為組織造影與細(xì)胞分子的顯微技術(shù)。這些大致都需要光學(xué)技術(shù)配合生物樣本的特性發(fā)展，少數(shù)會(huì)使用光以外的波動(dòng)性質(zhì)，例如核磁共振、超音波等等。
 

　　資料來(lái)源：麥姆斯咨詢、百度百科