“微分”实现透明活细胞高质量相衬显微成像

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本报讯（记者朱汉斌）近日，暨南大学理工学院副教授朱文国团队提出了一种基于单轴晶体的非相干光学模拟微分模块，实现了未染色洋葱细胞和生物透明活细胞的高质量相衬显微成像。相关成果发表于《激光与光电子学进展》。

研究团队选用科勒照明搭建倒置显微系统，以避免LED光源空间非相干性导致的相位模糊效应对光学模拟微分产生影响。在未放样品情况下，照明光被准直进CCD相机，因而由单轴晶体所产的波矢空间调制效应能够在CCD平面保持，而不被模糊掉。

团队构建了由薄单轴晶体（厚度1毫米）和两偏振片组成的光学微分（相衬显微）模块。该模块可放置在筒镜与CCD相机间的任意位置上。旋转偏振片、改变晶体倾斜角度，选择性地利用单轴晶体的几何相位和透射系数的角度色散，可实现一维、二维和二阶微分成像及明场成像间的自由切换。微分成像的空间分辨率由成像系统决定，与光学微分模块无关。实验上，团队展示了USAF 1951分辨率板最细线条（线宽0.755微米）的微分成像。

据介绍，光学微分成像可将未染色洋葱细胞的细胞壁相对于背景的对比度从明场成像的~1.2提升至~22，有利于细胞形貌的识别。对于透明活细胞NIH-3T3，明场下几乎看不见，但在光学微分成像模式下，其轮廓清晰可见，并具有较高的对比度。

该工作为基于非相干光源的光学模拟计算开辟了道路，并促进了多功能、紧凑、低成本和高性能相衬显微技术的发展。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/lpor.202200230

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