Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Количественный фазово-контрастный микроскоп
АкронимQPCM, QPM, QPI
Другие названияФазовый микроскоп, Количественная фазовая микроскопия, Количественная фазовая визуализация
ИспользуетНаблюдение под микроскопом и количественная оценка неокрашенного биологического материала
Похожие материалыФазово-контрастная микроскопия , дифференциальная интерференционная контрастная микроскопия , модуляционная контрастная микроскопия Хоффмана

Количественная фазово-контрастная микроскопия или количественная фазовая визуализация - это собирательные названия группы методов микроскопии, которые количественно определяют фазовый сдвиг, который возникает, когда световые волны проходят через более оптически плотный объект. [1] [2]

Полупрозрачные объекты, такие как живая человеческая клетка, поглощают и рассеивают небольшое количество света. Это затрудняет наблюдение за полупрозрачными объектами в обычный световой микроскоп. Однако такие объекты вызывают фазовый сдвиг, который можно наблюдать с помощью фазово-контрастного микроскопа . Обычная фазово-контрастная микроскопия и связанные с ней методы, такие как дифференциальная интерференционная контрастная микроскопия , визуализируют фазовые сдвиги путем преобразования градиентов фазового сдвига в изменения интенсивности. Эти вариации интенсивности смешиваются с другими вариациями интенсивности, что затрудняет получение количественной информации.

Методы количественного фазового контраста отличаются от традиционных методов фазового контраста тем, что они создают второе так называемое изображение с фазовым сдвигом или фазовое изображение , независимо от интенсивности ( яркого поля ) изображения. Способы разворачивания фазы 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 фазового сдвига 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 относительного показателя преломления объекта в точке изображения. Таким образом, объем объекта можно определить по изображению со сдвигом фазы, когда известна разница в показателе преломления между объектом и окружающей средой. [3]

Основные методы измерения и визуализации фазовых сдвигов включают тихографию и различные типы методов голографической микроскопии, такие как цифровая голографическая микроскопия , голографическая интерференционная микроскопия и цифровая поточная голографическая микроскопия. Общим для этих методов является то, что интерференционная картина ( голограмма ) регистрируется цифровым датчиком изображения . На основе записанной интерференционной картины с помощью компьютерного алгоритма численно создаются интенсивность и изображение с фазовым сдвигом . [4]

Количественная фазово-контрастная микроскопия в основном используется для наблюдения неокрашенных живых клеток. Измерение изображений фазовой задержки биологических клеток дает количественную информацию о морфологии и сухой массе отдельных клеток. [5] В отличие от обычных фазово-контрастных изображений [ необходима цитата ] , изображения с фазовым сдвигом живых клеток подходят для обработки с помощью программного обеспечения для анализа изображений. Это привело к разработке неинвазивных систем визуализации живых клеток и автоматизированных систем анализа культур клеток , основанных на количественной фазово-контрастной микроскопии. [6]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  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 . DOI : 10.1364 / OL.24.000291 . PMID  18071483 .
  2. ^ Парк Y, Depeursinge C, Попеску G (2018). «Количественная фазовая визуализация в биомедицине». Природа Фотоника . 12 (10): 578–589. Bibcode : 2018NaPho..12..578P . DOI : 10.1038 / s41566-018-0253-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 . DOI : 10.1117 / 1.2804926 . PMID 18163818 . 
  4. Перейти ↑ Myung K. Kim (2010). «Принципы и методы цифровой голографической микроскопии» . Обзоры SPIE . 1 : 018005. Bibcode : 2010SPIER ... 1a8005K . DOI : 10.1117 / 6.0000006 .
  5. ^ Zangle Т, Teitell М (2014). «Профилирование массы живых клеток: новый подход в количественной биофизике» . Методы природы . 11 (12): 1221–1228. DOI : 10.1038 / nmeth.3175 . PMC 4319180 . PMID 25423019 .  
  6. ^ Чен, Клэр Лифан; Махджубфар, Ата; Тай, Ли-Чиа; Blaby, Ян К .; Хуанг, Аллен; Ниязи, Кайван Реза; Джалали, Бахрам (2016). «Глубокое обучение в классификации клеток без меток» . Научные отчеты . 6 : 21471. Bibcode : 2016NatSR ... 621471C . DOI : 10.1038 / srep21471 . PMC 4791545 . PMID 26975219 .  опубликовано под лицензией CC BY 4.0

Внешние ссылки [ править ]

  • Видео с покадровой микроскопией с фазовым сдвигом триплоидного деления клетки
  • Идентификация клеток с помощью компьютерной 3D голографической микроскопии