中國科學技術大學成都高等研究院宏觀量子中心研究員王中陽、中國科學技術大學成都光機所量子光學實驗室研究員韓申生 and光學顯微鏡的使用方法，首次聯合提出利用鬼影成像促進超幀率熒光光學顯微鏡成像的時間率。 這種新方法有望以亞微秒的速率捕獲細胞中發生的生物過程。 相關研究成果以--為題發表在英國光學學會會刊（DOI: 10.1364/.6.），并由日本光學學會（The, OSA）同步向媒體發表作為一項高影響力的研究工作。 晉升。
超分辨率光學顯微鏡通過克服光的衍射極限實現納米級幀速率。 雖然傳統的超高分辨率顯微鏡可以定位細胞中的單個分子并創建超分辨率圖像，但它很難用于活細胞，因為重建圖像需要成百上千幀——這個過程太慢，無法捕捉快速變化的動態過程。 為解決這一問題，研究團隊在熒光顯微鏡中加入隨機相位調制器，實現對熒光信號的編碼，并將鬼影成像技術與隨機檢測壓縮感知方法相結合，大幅提高圖像信息獲取效率，以及數量級的數量減少構建超分辨率圖像所需的采樣幀率。 研究結果表明，僅需對高標簽密度下的單幀熒光圖像進行采樣，即可實現80nm碼率的超分辨光學成像。
數字。 顯微裝置示意圖及施工結果
據悉，該研究新方法還結合了2014年獲得諾貝爾獎的三大超幀率技術之一的隨機光學重建顯微鏡（STORM），將STORM的采樣幀率降低了一個數量級以上震級。 研究結果表明，通過對一個60nm的環進行成像，該方法僅需10幀圖像就可以重新分布光圖像，而傳統的STORM方法需要多達4000幀圖像才能達到同樣的效果。 該方法還實現了用100幀圖像區分40nm尺度。 此外，所研究的超差成像顯微鏡不需要高光照強度，有助于減少光漂白和光毒性，有利于長期動態生物過程和活細胞成像研究。 為此光學顯微鏡的使用方法，這一創新技術有望在生物、醫學等超高分辨顯微成像研究領域得到廣泛應用。
文章第一作者為北京高等研究院博士研究生李雯雯。 該工作由國家重點研發計劃（“數字化診療武器研制”專項）捐贈。
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