衍射相位显微技术的开发及其对贾第鞭毛虫的定量研究

基于离轴干涉原理和共光路结构布局,设计和搭建了以激光作为光源的衍射相位显微成像系统,在未放样品的情况下,测得该系统的平均噪声误差仅有6.70 nm.利用标称直径为4.8μm的标准聚苯乙烯微球来检验该系统检测的准确性,测量误差与理论预期结果相比不超过4%.用该系统测量100只贾第鞭毛虫包囊个体,并重建贾第鞭毛虫包囊的相位图,在相位图的基础上,估算出每个贾第鞭毛虫包囊的干质量.对测量结果进行统计分析,结果表明贾第鞭毛虫包囊呈椭圆形状,长轴范围为8~15μm,短轴范围为4~7μm,包囊的干质量在42.70~137.07 pg之间.该衍射相位显微成像系统采集速度快、准确性高,可以满足对单个寄生虫形态和干质量进行定量分析的需求.

微流体衍射相位显微成像及其在寄生虫测量中的应用

本文提出了一种将衍射相位显微技术与微流体芯片相结合的方法对水源性寄生虫进行定量测量。结合干涉技术与光学显微镜搭建了衍射相位显微成像系统,实现对寄生虫的高灵敏度实时测量。基于光刻工艺,设计和制作了U型捕获结构双层微流体芯片,实现高通量的单个寄生虫捕获。将与聚二甲基硅氧烷(PDMS)折射率相同的聚蔗糖水溶液通入微腔,消除U型捕获结构边缘衍射在相位成像时产生的显著干扰噪声。利用不同直径的标准聚苯乙烯微球验证了该系统的准确性,最大相位值误差不超过3%。采用上述系统测量了100个贾第鞭毛虫包囊和100个隐孢子虫卵囊,然后从干涉图中重构出两虫的相位图。通过对定量相位图的分析得出两虫的形态学参数与定量的光体积差分布,定量的数据为了解其生理特性提供了依据。微流体衍射相位显微成像系统结构简单,稳定性好,测量精度高,在对单个微生物进行实时监测和无标记定量研究方面具有巨大的潜力。