東京大學的助理教授 Hideharu Mikami 和 Keisuke Goda 教授等人開發了一種技術,利用資訊和通訊技術顯著提高共焦螢光顯微鏡的成像速度,這對於觀察活體生物體至關重要。他們成功地以每秒 1 幀的速度觀察生物樣本。

 在生物學和醫學中,共焦螢光顯微鏡(註)對於觀察細胞和組織等生物樣本至關重要。此顯微鏡可以只觀察複雜生物樣本的目標部分,並觀察 1 微米或更小的微小結構。然而,傳統的共焦螢光顯微鏡成像速度極慢,難以在短時間內取得大量影像或捕捉生物樣本快速變化的狀態。

 這次,透過使用稱為「頻分複用」和「正交幅度調製」的資訊和通訊技術來集中捕獲生物樣本中不同位置發出的螢光訊號,顯著縮短了成像時間。結果,他們成功地以每秒 1 幀的極高速度獲取生物樣本的圖像。傳統共焦螢光顯微鏡的影像擷取速度從每秒幾幀到數十幀不等,但這次我們實現了約1倍的速度提升。

 透過應用這項技術,我們能夠以每秒3幀的高速(一般電視鏡頭為每秒104幀)成功捕捉到世界上第一個三維眼蟲水下行為。此外,透過排列細胞群並使其高速流過液體,我們能夠在短時間內獲取並分析大量約 60 個細胞的單一影像。)已被證明能夠透過準確率高達約 5,000%。

 新開發的技術預計將應用於多種領域,包括癌細胞診斷、生物燃料探索、捕捉活體三維結構的快速變化,以及基礎科學的新發現。

注意:用雷射照射經過螢光處理的樣品以獲得樣品螢光影像的顯微鏡。

論文信息:【Optica】超越螢光壽命極限的超快速共焦螢光顯微鏡

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