Количественная фазово-контрастная микроскопия

Количественный фазово-контрастный микроскоп
Акроним	КПСМ, КПМ, ИКПИ
Другие имена	Фазовый микроскоп, количественная фазовая микроскопия, количественная фазовая визуализация
Использование	Микроскопическое наблюдение и количественная оценка неокрашенного биологического материала
Похожие материалы	Фазово-контрастная микроскопия , Дифференциально-интерференционная контрастная микроскопия , Модуляционно-контрастная микроскопия Хоффмана

Эта статья содержит содержание, написанное как реклама . Пожалуйста, помогите улучшить его , удалив рекламный контент и неприемлемые внешние ссылки , а также добавив энциклопедический контент, написанный с нейтральной точки зрения . ( октябрь 2018 г. ) ( узнайте, как и когда удалять это шаблонное сообщение )

Количественная фазово-контрастная микроскопия или количественная фазовая визуализация — это собирательные названия группы методов микроскопии, которые количественно определяют фазовый сдвиг , возникающий при прохождении световых волн через более оптически плотный объект. ^[1]^[2]

Полупрозрачные объекты, такие как живая человеческая клетка, поглощают и рассеивают небольшое количество света. Это затрудняет наблюдение полупрозрачных объектов в обычные световые микроскопы. Однако такие объекты вызывают фазовый сдвиг, который можно наблюдать с помощью фазово-контрастного микроскопа . Обычная фазово-контрастная микроскопия и родственные методы, такие как дифференциальная интерференционно-контрастная микроскопия , визуализируют фазовые сдвиги путем преобразования градиентов фазового сдвига в вариации интенсивности. Эти вариации интенсивности смешиваются с другими вариациями интенсивности, что затрудняет извлечение количественной информации.

Количественные фазово-контрастные методы отличаются от обычных фазово-контрастных методов тем, что они создают второе, так называемое фазовое изображение или фазовое изображение , независимое от интенсивности ( яркого поля ) изображения. Методы фазовой развертки 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 с фазовым сдвигом 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. Следовательно, объем объекта можно определить по изображению с фазовым сдвигом, когда известна разница показателей преломления между объектом и окружающей средой. ^[3]

Основные методы измерения и визуализации фазовых сдвигов включают птихографию и различные типы методов голографической микроскопии, такие как цифровая голографическая микроскопия , голографическая интерференционная микроскопия и цифровая встроенная голографическая микроскопия. Общим для этих методов является то, что интерференционная картина ( голограмма ) записывается цифровым датчиком изображения . Из записанной интерференционной картины с помощью компьютерного алгоритма численно создается изображение интенсивности и фазового сдвига . ^[4]

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

Смотрите также

использованная литература

^ Этьен Куш; Фредерик Бевилаква; Кристиан Деперсенж (1999). «Цифровая голография для количественного фазово-контрастного изображения». Буквы оптики . 24 (5): 291–293. Бибкод : 1999OptL...24..291C . doi : 10.1364/OL.24.000291 . PMID 18071483 .
^ Парк Y, Depeursinge C, Popescu G (2018). «Количественная фазовая визуализация в биомедицине». Фотоника природы . 12 (10): 578–589. Бибкод : 2018NaPho..12..578P . doi : 10.1038/s41566-018-0253-x .
^ Мануэль Кеммлер; Маркус Фрац; Доминик Гил; Норберт Саум; Альбрехт Бранденбург; Кристиан Хоффманн (2007). «Неинвазивный мониторинг цитометрии во времени с помощью цифровой голографии». Журнал биомедицинской оптики . 12 (6): 064002. Бибкод : 2007JBO ....12f4002K . дои : 10.1117/1.2804926 . PMID 18163818 .
^ Мён К. Ким (2010). «Принципы и методы цифровой голографической микроскопии» . Обзоры SPIE . 1 : 018005. Bibcode : 2010SPIER ... 1a8005K . DOI : 10.1117 / 6.0000006 .
^ Зангле Т., Тейтелл М. (2014). «Профилирование массы живых клеток: новый подход в количественной биофизике» . Природные методы . 11 (12): 1221–1228. doi : 10.1038/nmeth.3175 . PMC 4319180 . PMID 25423019 .
^ Чен, Клэр Лифан; Махджубфар, Ата; Тай, Ли-Чиа; Блаби, Ян К.; Хуанг, Аллен; Ниази, Кайван Реза; Джалали, Бахрам (2016). «Глубокое обучение в классификации клеток без меток» . Научные отчеты . 6 : 21471. Бибкод : 2016NatSR ...621471C . дои : 10.1038/srep21471 . ПВК 4791545 . PMID 26975219 . опубликовано по лицензии CC BY 4.0

внешняя ссылка

Видео замедленной микроскопии с фазовым сдвигом деления триплоидных клеток
Идентификация клеток с помощью компьютерной трехмерной голографической микроскопии

[Cuche-1] Этьен Куш; Фредерик Бевилаква; Кристиан Деперсенж (1999). «Цифровая голография для количественного фазово-контрастного изображения». Буквы оптики . 24 (5): 291–293. Бибкод : 1999OptL...24..291C . doi : 10.1364/OL.24.000291 . PMID 18071483 .

[2] Парк Y, Depeursinge C, Popescu G (2018). «Количественная фазовая визуализация в биомедицине». Фотоника природы . 12 (10): 578–589. Бибкод : 2018NaPho..12..578P . doi : 10.1038/s41566-018-0253-x .

[Kemmler-3] Мануэль Кеммлер; Маркус Фрац; Доминик Гил; Норберт Саум; Альбрехт Бранденбург; Кристиан Хоффманн (2007). «Неинвазивный мониторинг цитометрии во времени с помощью цифровой голографии». Журнал биомедицинской оптики . 12 (6): 064002. Бибкод : 2007JBO ....12f4002K . дои : 10.1117/1.2804926 . PMID 18163818 .

[Kim-4] Мён К. Ким (2010). «Принципы и методы цифровой голографической микроскопии» . Обзоры SPIE . 1 : 018005. Bibcode : 2010SPIER ... 1a8005K . DOI : 10.1117 / 6.0000006 .

[5] Зангле Т., Тейтелл М. (2014). «Профилирование массы живых клеток: новый подход в количественной биофизике» . Природные методы . 11 (12): 1221–1228. doi : 10.1038/nmeth.3175 . PMC 4319180 . PMID 25423019 .

[CChen-6] Чен, Клэр Лифан; Махджубфар, Ата; Тай, Ли-Чиа; Блаби, Ян К.; Хуанг, Аллен; Ниази, Кайван Реза; Джалали, Бахрам (2016). «Глубокое обучение в классификации клеток без меток» . Научные отчеты . 6 : 21471. Бибкод : 2016NatSR ...621471C . дои : 10.1038/srep21471 . ПВК 4791545 . PMID 26975219 . опубликовано по лицензии CC BY 4.0

[1]

втеОптическая микроскопия
микроскоп Оптическая микроскопия
Методы освещения и контраста	Светлопольная микроскопия Освещение Келера Темнопольная микроскопия Фазовый контраст Количественная фазово-контрастная микроскопия Дифференциальный интерференционный контраст (ДИК) Дисперсионное окрашивание Визуализация второй гармоники (SHIM) 4Pi микроскоп Структурированное освещение Сарфус Раман
Флуоресцентные методы	Флуоресцентная микроскопия Конфокальная микроскопия Многофотонная микроскопия ( Двухфотонная , Трехфотонная ) Деконволюция изображения Флуоресцентная микроскопия полного внутреннего отражения (TIRF) Световая микроскопия (LSFM/SPIM)
Методы субдифракционного предела	Дифракционный предел Стимулированное истощение выбросов (STED) Фотоактивируемая локализационная микроскопия (PALM/STORM) Ближнее поле (NSOM/SNOM)