Количественная фазово-контрастная микроскопия - Quantitative phase-contrast microscopy

Количественный фазово-контрастный микроскоп
АкронимQPCM, QPM, QPI
Другие именаФазовый микроскоп, Количественная фазовая микроскопия, Количественная фазовая визуализация
ИспользуетМикроскопическое наблюдение и количественная оценка неокрашенного биологического материала
Похожие материалыФазово-контрастная микроскопия, Дифференциальная интерференционная контрастная микроскопия, Модуляционная контрастная микроскопия Хоффмана

Количественная фазово-контрастная микроскопия или же количественная фазовая визуализация являются собирательными названиями группы методов микроскопии, которые количественно определяют сдвиг фазы это происходит, когда световые волны проходят через более оптически плотный объект.[1][2]

Полупрозрачные объекты, такие как живая человеческая клетка, поглощают и рассеивают небольшое количество света, что затрудняет наблюдение полупрозрачных объектов в обычный световой микроскоп, однако такие объекты вызывают фазовый сдвиг, который можно наблюдать с помощью фазово-контрастный микроскоп. Обычная фазово-контрастная микроскопия и связанные с ней методы, такие как дифференциальная интерференционно-контрастная микроскопия, визуализируйте фазовые сдвиги, преобразовывая градиенты фазового сдвига в вариации интенсивности. Эти вариации интенсивности смешиваются с другими вариациями интенсивности, что затрудняет получение количественной информации.

Методы количественного фазового контраста отличаются от обычных методов фазового контраста тем, что они создают второй так называемый изображение с фазовым сдвигом или же фазовое изображение, независимо от интенсивности (светлое поле ) изображение.Разворачивание фазы методы обычно применяются к изображению с фазовым сдвигом, чтобы получить абсолютные значения фазового сдвига в каждом пикселе, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1: На этом изображении с фазовым сдвигом клеток в культуре высота и цвет точки изображения соответствуют измеренному фазовому сдвигу. Фазовый сдвиг, вызванный объектом в точке изображения, зависит только от толщины объекта и относительной показатель преломления объекта в точке изображения. Таким образом, объем объекта можно определить по изображению со сдвигом фаз, если известна разница в показателе преломления между объектом и окружающей средой.[3]

Основные методы измерения и визуализации фазовых сдвигов включают: птихография и различные типы методов голографической микроскопии, такие как цифровая голографическая микроскопия,голографическая интерференционная микроскопия и цифровая поточная голографическая микроскопия. картина интерференции (голограмма ) записывается цифровым датчик изображений.Из записанной интерференционной картины компьютер численно создает интенсивность и изображение с фазовым сдвигом. алгоритм.[4]

Количественная фазово-контрастная микроскопия в основном используется для наблюдения неокрашенных живых клеток. Измерение изображений фазовой задержки биологических клеток позволяет получить количественную информацию о морфологии и сухой массе отдельных клеток.[5]В отличие от обычных фазово-контрастных изображений[нужна цитата ], изображения с фазовым сдвигом живых клеток подходят для обработки с помощью программного обеспечения для анализа изображений. Это привело к развитию неинвазивной визуализации живых клеток и автоматизированной культура клеток системы анализа на основе количественной фазово-контрастной микроскопии.[6]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Этьен Куш; Фредерик Бевилаква; Кристиан Деперсинг (1999). «Цифровая голография для количественной фазово-контрастной визуализации». Письма об оптике. 24 (5): 291–293. Bibcode:1999OptL ... 24..291C. Дои:10.1364 / OL.24.000291. PMID  18071483.
  2. ^ Парк Y, Деперсинг C, Попеску G (2018). «Количественная фазовая визуализация в биомедицине». Природа Фотоника. 12 (10): 578–589. Bibcode:2018НаФо..12..578П. Дои:10.1038 / с41566-018-0253-х.
  3. ^ Мануэль Кеммлер; Маркус Фратц; Доминик Гиль; Норберт Саум; Альбрехт Бранденбург; Кристиан Хоффманн (2007). «Неинвазивный временной цитометрический мониторинг с помощью цифровой голографии». Журнал биомедицинской оптики. 12 (6): 064002. Bibcode:2007JBO .... 12f4002K. Дои:10.1117/1.2804926. PMID  18163818.
  4. ^ Мён К. Ким (2010). «Принципы и методы цифровой голографической микроскопии». Обзоры SPIE. 1: 018005. Bibcode:2010SPIER ... 1a8005K. Дои:10.1117/6.0000006.
  5. ^ Зангле Т., Тейтелл М. (2014). «Профилирование массы живых клеток: новый подход в количественной биофизике». Методы природы. 11 (12): 1221–1228. Дои:10.1038 / nmeth.3175. ЧВК  4319180. PMID  25423019.
  6. ^ Чен, Клэр Лифан; Махджубфар, Ата; Тай, Ли-Чиа; Blaby, Ян К .; Хуанг, Аллен; Ниази, Кайван Реза; Джалали, Бахрам (2016). «Глубокое обучение по классификации клеток без меток». Научные отчеты. 6: 21471. Bibcode:2016НатСР ... 621471C. Дои:10.1038 / srep21471. ЧВК  4791545. PMID  26975219.опубликовано под лицензией CC BY 4.0

внешняя ссылка