高分辨率细胞牵引力频域反演技术

目的针对经典细胞牵引力反演算法的病态特征,发展基于二维傅立叶空间的高分辨率细胞牵引力反演新技术。方法根据基底表面位移测量数据和积分核函数在二维傅立叶空间各自的分布特点和规律,探讨牵引力反演过程中出现的反卷积病态现象,构建一套自适应加窗滤波算法来约束反演计算过程中出现的高频噪声放大效应。结果经典细胞牵引力频域反演算法(Fourier transform traction cytometry,FTTC)具有明显的反卷积病态特征,特别是在位移采样网格较密情况下,牵引力反演结果极不可靠。利用本文提出的频域滤波方法则能显著削弱位移场高频噪声对于力反演结果的影响。结论这种细胞牵引力频域反演新方法可有效抑制反问题病态现象的发生,显著提高力场测量的稳定性和空间分辨率。该方法有望在细胞与胞外基质相互作用研究中得到广泛应用。

基于纯相位液晶空间光调制器的共焦三维扫描方法研究

针对传统的机械式共焦扫描方法由于受机械特性或驱动技术的限制难以满足材料内部物理过程检测、缓慢化学反应可视化和活体细胞成像等应用领域的需求,深入研究了基于纯相位液晶空间光调制器(LCSLM)的聚焦光斑三维位置控制技术,利用LCSLM对入射光进行相位与振幅的同时调制,设计了无机械运动部件的三维共焦扫描系统,实现了显微物镜聚焦光斑的三维扫描。研究结果表明,利用LCSLM能够实现最大横向偏转角度为0.021rad,光束偏转的绝对误差|θerror|<3.30×10-8 rad≈1.89×10-6,且能够实现轴向[-55.6mm,55.6mm]的扫描范围。