多色超分辨結構光照明顯微鬼成像研究取得進展

近期，中國科學院上海光學精密機械研究所研究員韓申生、副研究員劉震濤團隊在多色超分辨結構光照明顯微鬼成像方面取得進展。相關研究成果以Multicolor super-resolution structured illumination microscopy based on snapshot spectral ghost imaging via sparsity constraints為題，發表于ACS Photonics。

超分辨多色熒光顯微在活細胞成像、醫療診斷等方面有重要的應用前景。結構光照明顯微鏡（SIM）因其采用寬場照明的方式更適合多色活細胞成像。不過，傳統的多色SIM成像需對各光譜通道圖像分時序采集，會降低時間分辨率，而利用多相機同時采集則會增加系統復雜度和成本。

研究團隊開發了一種新型的多色結構光照明超分辨顯微技術，將SIM與快照式鬼成像光譜相機相結合，利用結構光照明和熒光信號的稀疏先驗來提高空間分辨率，通過鬼成像光譜相機的單次曝光多色成像優勢來提高時間分辨率。實驗上，科研人員搭建了一套結構光照明三色熒光顯微鬼成像裝置，實現了對熒光微球和熒光染色細胞的超分辨成像，空間分辨率超衍射限約2.65倍，多色成像的時間分辨率相比傳統SIM提高3倍。

該技術已成功應用于玉米莖細胞樣品的超分辨成像，清晰解析了相鄰細胞器的精細結構。其高效的多色單曝光成像能力，有望對細胞器相互作用、藥物遞送等動態過程實現實時觀測。

研究工作得到國家重點研發計劃的支持。

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