贝塞尔光束在生物医学显微成像技术中的应用(特邀)

作为一种典型的无衍射光束,贝塞尔光束具有无衍射和自重构特性,能够提供更长的聚焦长度和一定程度的抗散射能力,在生物医学光学显微成像技术领域获得了越来越多的应用。本文重点关注了贝塞尔光束在生物医学光学显微成像技术中的应用,包括利用其扩展景深能力实现体积样本快速三维成像、利用其抗散射粒子干扰能力实现散射样本的大深度成像以及利用更细聚焦光束能力实现更高分辨率的光学显微成像。首先,概述了贝塞尔光束及其实验室常用的产生方法;然后,总结了近些年贝塞尔光束在生物医学光学显微成像技术中的应用,包括但不限于多光子荧光显微成像、光片荧光显微成像、拉曼显微成像等,既总结了贝塞尔光束在其中发挥的优势,也分析了贝塞尔光束旁瓣带来的干扰问题的消除方案。最后分析和探讨了贝塞尔光束在生物医学光学显微成像技术应用中遇到的问题以及发展前景。

三维拉曼显微成像技术研究进展(特邀)

拉曼显微成像技术无需样本制备,具有无损、无创、对水溶液不敏感的优点,可在微米或纳米尺度下表征样本的生化组分及分布,成为生命科学领域重要的研究工具。随着对复杂生物样本研究的不断深入,拉曼显微成像也被期待能够实现对生物样本中的分子组成与分布的动态立体观测。首先,系统性地梳理近年来三维拉曼显微成像技术的研究进展,包括基于自发拉曼散射、相干拉曼散射、表面增强拉曼散射以及拉曼标签的不同三维成像方法的技术手段、改进策略与实验结果。然后,总结了不同成像技术在细胞生物学、发育生物学等方面的应用进展。最后展望了不同三维拉曼显微成像技术在生物医学光学显微成像技术应用中所面临的挑战和发展前景。

轻量化深度网络辅助于无透镜计算显微图像的细胞分类

无透镜计算显微成像是一种低成本、高效的成像技术。这种成像方式具有大视野、高通量的特点,能够实时地对细胞进行无标记成像。提出了一种轻量化网络模型(Depthwise-ResNeXt),将该神经网络与无透镜计算显微成像进行有机结合,实现了实时准确的细胞分类。使用SUM、MCF10A、ECa109、CL-1四种细胞作为分类数据,Depthwise-ResNeXt对这四类细胞的分类准确率达到92.8%,参数量仅有806kB。该网络证明了神经网络与无透镜计算显微成像在细胞分类领域相结合的可能性,并大大降低了神经网络在细胞分类方面的应用成本。