RIED显微成像技术兼顾“看得清”与“看得久”——“超级相机”可拍活细胞“高清电影”
RIED显微镜观察到的细胞骨架。霆光摄 “使用传统的荧光显微镜，激光照到细胞上，最长十几分钟荧光分子就漂白了，功率加大还会对细胞活性造成不可逆的损伤。而我们可连续观测长达41个小时，细胞状态依然很好，成像画面依然清晰。” ——朱文鑫 论文第一作者、浙江大学化学系博士后 无需外部激光，仅靠化学反应自身发出的微光，就能看清活细胞内百纳米级的精细结构——这项由中国科研团队研发的“RIED”显微成像技术，打破了传统光学显微镜“看得清”与“看得久”不可兼得的困局。该研究成果由浙江大学教授冯建东团队与哈尔滨工业大学教授赵唯淞团队合作完成，近日发表于国际学术期刊《自然》。 这种全新显微成像技术，彻底摆脱了经典显微镜对“光激发”的依赖，为光学显微成像领域推开了一扇新的大门。 传统外源光成像存在短板 你还记得中学生物课上那片薄薄的洋葱内表皮吗？在载玻片上滴一滴清水，展平薄膜，盖上盖玻片，再用碘液轻轻染色……当显微镜底部的光源点亮时，一......阅读全文
RIED显微成像技术兼顾“看得清”与“看得久”——－“超级相机”可拍活细胞“高清电影”
RIED显微镜观察到的细胞骨架。霆光摄 “使用传统的荧光显微镜，激光照到细胞上，最长十几分钟荧光分子就漂白了，功率加大还会对细胞活性造成不可逆的损伤。而我们可连续观测长达41个小时，细胞状态依然很好，成像画面依然清晰。” ——朱文鑫 论文第一作者、浙江大学化学系博士后 无需外部激光，仅靠化学反
前沿显微成像技术专题——超分辨显微成像（1）
从16世纪末开始，科学家们就一直使用光学显微镜探索复杂的微观生物世界。然而，传统的光学显微由于光学衍射极限的限制，横向分辨率止步于 200 nm左右，轴向分辨率止步于500 nm，无法对更小的生物分子和结构进行观察。突破光学衍射极限，一直是科学家们梦想和追求的目标。虽然随着扫描电镜、扫描隧道显微镜及
前沿显微成像技术专题——超分辨显微成像（2）
上一期我们为大家介绍了几种主要的单分子定位超分辨显微成像技术，还留下了一些问题，比如它的分辨率是由什么决定的？获得的大量图像数据如何进行重构？本期我们就来为大家解答这些问题。单分子定位超分辨显微成像的分辨率单分子定位超分辨显微成像的分辨率主要由两个因素决定：定位精度和分子密度。定位精度是目标分子在横
多光子显微镜成像技术：双光子显微镜角膜成像
角膜提供了眼睛的大部分折射能力,由5层组成(图1),从外到内依次是上皮层,鲍曼层、基质、角膜后弹力层(间质膜)、内皮层。图1 角膜的组织学结构上皮层负责阻挡异物落入角膜,厚约50μm,由三种细胞构成,从外到内依次是表层细胞、翼细胞和基底细胞。只有基底细胞可进行有丝分裂和分化,基底细胞的补充是由从角膜
多光子显微镜成像技术：双光子显微镜角膜成像
角膜提供了眼睛的大部分折射能力,由5层组成(图1),从外到内依次是上皮层,鲍曼层、基质、角膜后弹力层(间质膜)、内皮层。 wx_article_20200815180121_819doe.jpg 图1 角膜的组织学结构 上皮层负责阻挡异物落入角膜,厚约50μm,由三
太赫兹近场扫描显微成像技术
太赫兹(Terahertz, THz)辐射通常是指频率范围处于0.1—10THz的电磁辐射，其波段位于电磁波谱中的微波和红外之间。近年来，太赫兹技术得到了迅猛发展和广泛应用，成为前沿交叉学科领域之一。太赫兹波由于光子能量很低、具有非破坏性和非等离特性，使得太赫兹在材料检测和无损探测方面有着广泛应
多光子显微镜成像技术：大视场多区域脑成像技术
为了了解神经回路的功能以及神经元之间的相互作用,需要对不同区域的大量神经元进行活体成像,我们这里介绍两种显微镜技术,分别针对大视场多区域成像和自由活动小鼠的活体成像。从图1可以看出用于视觉处理的神经元分布在直径约3毫米的区域——小鼠初级视觉皮层和多个较高级的视觉区域。当前的商用双光子显微镜系统通常提
共焦显微镜的原理及成像技术
从一个点光源发射的探测光通过透镜聚焦到被观测物体上，如果物体恰在焦点上，那么反射光通过原透镜应当汇聚回到光源，这就是所谓的共聚焦，简称共焦。其意义是：通过移动透镜系统可以对一个半透明的物体进行三维扫描。共聚焦显微镜能提供无比准确的三维成像，以及对亚细胞结构和动力学过程的准确测试。共焦显微镜在反射光的
显微成像技术在干细胞研究中的应用
干细胞涉及到个体发育、器官移植、延缓衰老、癌症治疗等方方面面。单个的干细胞是如何分裂、分化成新的细胞、组织或器官呢？在成体中，干细胞又是如何完成细胞修复更新的使命呢？在下面的文章中，我们将介绍如何借助共聚焦、双光子等显微成像分析技术一一解决在干细胞研究中的这些问题。激光共聚焦扫描显微镜可以精确可控的
原子力显微镜的最新检测成像技术
原子力显微镜的最新检测成像技术 相位成像(Phase Imaging)技术 相位检测成像是指在轻敲模式扫描过程中通过记录驱动微悬臂周期性振荡的信号与微悬臂响应信号的相位差值,即相位滞后角的变化来对所观察样品表面进行成像的一种新的成像检测技术[4]。它是Tappingmode AFM应用技术的一种
新型显微技术突破快速3D成像极限
美国加州大学圣克鲁斯分校团队开发出一种新型显微技术，突破了快速3D成像的极限。他们利用25台相机组成高速显微镜，能一次性捕捉整个小型生物体内部的实时细胞动态过程。该技术为发育生物学、神经科学和运动研究等领域提供了前所未有的观察手段，将推动生物医学研究向更高维度和智能化方向发展。相关成果发表于最新
超分辨光学显微成像技术的新进展
从17世纪开始，现代生物学的发展就与显微成像技术紧密相关。然而，由于受光学衍射极限的影响，传统光学显微成像分辨率最小约为入射光波长的一半。因此，科学家们一直在不断努力，试图寻找突破光学显微镜分辨极限的方法。在超分辨显微技术飞速发展的同时，现有成像技术的缺陷也日益显现，例如成像分辨率和成像时间不可兼得
新型显微技术成功用于生物成像－－成像深度和速度提高10倍
中科院西安光机所瞬态光学与光子技术国家重点实验室姚保利研究组，将基于数字微镜器件和LED照明的显微技术成功用于生物医学研究，从而为深层生物样品大面积快速三维成像提供了一种新的技术手段。相关成果日前发表在《自然》子刊《科学报告》杂志上。 大到宇宙，小到分子，看得更远、更细、更清楚是人类不断追
前沿显微成像技术专题之：光片荧光显微镜（三）
关于光片显微镜，通过前面第一，第二期的介绍，相信大家已经有了较为全面的了解。在本期中，我们将介绍另外几种光片显微技术，它们和第二期最后介绍的晶格光片显微镜一样，都是对传统光片显微技术的改进，以满足更高的成像要求。最后，我们将为大家总结如何挑选适合光片显微镜的科学相机。倒置平面照明显微镜 (d)iSP
前沿显微成像技术专题——转盘式共聚焦显微镜（1）
传统的荧光显微技术在生物成像领域有两个难以克服的挑战：一是对生物样品的结构做3D成像。在传统宽场荧光显微镜中，照明光会照亮光路上的整个样品，来自非焦平面的杂散光信号也会被成像物镜收集到（图1），干扰所要观察的样品信号，不但降低横向分辨率，轴向分辨率也只能达到2.5µm左右，比大多数生物结构都要大，因
前沿显微成像技术专题之：光片荧光显微镜（一）
在过去二十多年中，光学显微成像技术发展迅速，不断突破传统极限。生命科学研究，要求成像系统在不影响生物活性的前提下，实现更大视野，更高分辨率，更高速度的三维成像。这也意味着对成像探测器 - 科研相机的要求也越来越高。从本周开始，我们将为大家带来前沿显微成像技术专题系列，和大家一起探讨前沿的显微成像技术
前沿显微成像技术专题之：光片荧光显微镜（二）
上一篇简单介绍了光片荧光显微镜的一些基本知识，光片显微镜的诞生大大拓展了生命科学的研究视野，但它也有一些需要克服的天生缺陷和技术难点。本期就让我们从这里开始，一步步追寻光片显微镜的发展足迹。静态光片和技术难点正如我们在上一期提到的那样，传统的光片是由高斯光束通过一个柱形透镜来实现的。 最初，只用一个
前沿显微成像技术专题－——－转盘式共聚焦显微镜（2）
上一篇文章介绍了转盘式共聚焦显微镜的基本原理和技术特点，本篇主要介绍一些不同的转盘共聚焦系统。常见转盘共聚焦系统目前市场上最常见的是由日本Yokogawa（横河电机）公司生产的 CSU系列转盘系统，主流转盘共聚焦显微镜多使用的是这一系列。正如在前文中提到的，它由两个同轴排列的针孔圆盘组成，中间装有一
超分辨荧光显微成像技术的基本原理
这个问题的答案比较简单：因为组成视网膜的每一个感光细胞（视杆细胞和视锥细胞）、相机芯片上的每一个感光元件（CCD、CMOS等）都是有大小的。比如视网膜中央凹区域的视锥细胞直径平均约为 5 微米。而由于奈奎斯特-香农采样定理的限制，视网膜上能分清的两个相邻像点的距离是视锥细胞直径的两倍，即 10 微米
超分辨荧光显微成像技术的基本原理
这个问题的答案比较简单：因为组成视网膜的每一个感光细胞（视杆细胞和视锥细胞）、相机芯片上的每一个感光元件（CCD、CMOS等）都是有大小的。比如视网膜中央凹区域的视锥细胞直径平均约为 5 微米。而由于奈奎斯特-香农采样定理的限制，视网膜上能分清的两个相邻像点的距离是视锥细胞直径的两倍，即 10 微米
超分辨荧光显微成像技术的基本原理
这个问题的答案比较简单：因为组成视网膜的每一个感光细胞（视杆细胞和视锥细胞）、相机芯片上的每一个感光元件（CCD、CMOS等）都是有大小的。比如视网膜中央凹区域的视锥细胞直径平均约为 5 微米。而由于奈奎斯特-香农采样定理的限制，视网膜上能分清的两个相邻像点的距离是视锥细胞直径的两倍，即 10 微米
多光子显微镜成像技术：偏振分辨倍频显微镜及其图像...
多光子显微镜成像技术：偏振分辨倍频显微镜及其图像处理 在非线性光学显微镜中，二倍频（SHG）成像通常用于观测内源性纤维状结构，且SHG的强度很大程度上取决于入射光束的偏振方向与目标分子取向轴之间的相对角度。因此，基于偏振的SHG成像（P－SHG），可通过分析SHG信号强度与入射光束的偏振态之间
显微镜成像因素
由于客观条件，任何光学系统都不能生成理论上理想的像，各种相差的存在影响了成像质量。下面分别简要介绍各种相差。 1、色差 色差是透镜成像的一个严重缺陷，发生在多色光为光源的情况下，单色光不产生色差。白光由红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 七种组成，各种光的波长不同 ，所以在通过透镜时的折射率也不同，这样物方
显微镜成像原理
显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器，是人类进入原子时代的标志。主要用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。显微镜分光学显微镜和电子显微镜。显微镜成像原理： 显微镜主要由目镜、物镜、载物台和反光镜组成。目镜和物镜都是凸透镜，焦距不同。物镜的凸透镜焦距小于目镜的凸
显微镜成像原理
其实普通的光学显微镜是根据凸透镜的成像原理,要经过凸透镜的两次成像.第一次先经过物镜（凸透镜1）成像,这时候的物体应该在物镜(凸透镜1）的一倍焦距和两倍焦距之间,根据物理学的原理,成的应该是放大的倒立的实像.而后以第一次成的物像作为“物体”,经过目镜的第二次成像.由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧
投射电子显微镜技术(TEM)成像特点
1 像平面上的电子像是原晶体(三维)在入射方向平面的(二维)投影,也就是将三维信息转换成二维图像.提高电子发射电压,提高透镜的焦距均可以扩大对比度(衬度)2电子衍射图谱反映的是电子和晶体场经过衍射作用后的图像,它反映的是晶体结构以及电荷分布.非晶样品无衍射图谱,多晶样品在同一衍射点上有多个衍射图像,
投射电子显微镜技术(TEM)成像特点
1 像平面上的电子像是原晶体(三维)在入射方向平面的(二维)投影,也就是将三维信息转换成二维图像.提高电子发射电压,提高透镜的焦距均可以扩大对比度(衬度)2电子衍射图谱反映的是电子和晶体场经过衍射作用后的图像,它反映的是晶体结构以及电荷分布.非晶样品无衍射图谱,多晶样品在同一衍射点上有多个衍射图像,
突破:4Pi超分辨显微成像技术的“禁地”破除
由于具有无损、高特异性等特点，光学荧光显微镜一直是生物实验室进行研究的必备之选。相较于二维成像，三维超分辨显微成像技术在生物研究中具有显著的优势。由于光学衍射效应（Diffraction Effect），经典的单镜头显微镜系统在轴向（厚度方向）的分辨率表现不佳——即使是新兴的超分辨显微成像技术也
多光子显微镜成像技术：多光子显微镜用于体内神经元...
多光子显微镜成像技术：多光子显微镜用于体内神经元成像的多种技术与传统的单光子宽视野荧光显微镜相比,多光子显微镜(MPM)具有光学切片和深层成像等功能,这两个优势极大地促进了研究者们对于完整活体大脑深处神经的了解与认识。2019年,Jerome Lecoq等人从大脑深处的神经元成像、大量神经元成像、高
显微镜的成像原理
显微镜是利用凸透镜的放大成像原理，将人眼不能分辨的微小物体放大到人眼能分辨的尺寸，其主要是增大近处微小物体对眼睛的张角（视角大的物体在视网膜上成像大），用角放大率M表示它们的放大本领。因同一件物体对眼睛的张角与物体离眼睛的距离有关，所以一般规定像离眼睛距离为25厘米（明视距离）处的放大率为仪器的放大