Новый алгоритм собирает сложную информацию о трехмерном рассеянии света от живых образцов

Новости сегодня - Новый алгоритм собирает сложную информацию о трехмерном рассеянии света от живых образцов

Исследователи разработали новый алгоритм для восстановления трехмерного распределения показателя преломления биологических образцов, которые демонстрируют несколько типов рассеяния света. Алгоритм помогает оптимизировать новый подход к визуализации, называемый интенсивностной дифракционной томографией (IDT).

Цзябэй Чжу из Бостонского университета представит это исследование на конгрессе Optica Imaging . Гибридная встреча состоится 14—17 августа 2023 года в Бостоне, штат Массачусетс.

«Трехмерная количественная фазовая визуализация (QPI) обладает превосходными характеристиками для различных приложений в области биомедицинской визуализации. В качестве метода без меток QPI может отображать прозрачные живые организмы и клетки без экзогенных контрастных веществ и красителей, которые вызывают фототоксические эффекты, повреждающие образец, — объясняет Чжу.

«По сравнению с традиционной фазово-контрастной и дифференциально-интерференционно-контрастной микроскопией, QPI не только предоставляет высококонтрастную морфологическую информацию, но также дает количественную информацию о фазе. В частности, 3D QPI может обеспечить трехмерное распределение показателя преломления (RI) с высоким разрешением внутри образцов. Эта ценная информация может облегчить исследования в области гематологии, неврологии и иммунологии, помогая в диагностике заболеваний и инфекций».

Хотя методы трехмерной визуализации можно использовать для изучения толстых биологических образцов, достижение высокой скорости сбора данных и высокого разрешения является сложной задачей. Подходы IDT представляют собой методы фазовой томографии без меток, которые помогают преодолеть это ограничение. Их можно выполнять с помощью программируемой светодиодной матрицы, которую легко добавить к стандартному микроскопу.

Исследовательская группа Чжу недавно разработала два метода IDT, известные как кольцевой IDT (aIDT) и мультиплексный IDT (mIDT), которые повышают скорость получения изображений до уровня, достаточного для визуализации динамических биологических образцов. Кольцевой IDT (aIDT) использует светодиодное кольцо, соответствующее числовой апертуре объектива, а мультиплексный IDT (mIDT) использует несколько светодиодов для одновременного освещения образца.

Когда исследователи обнаружили, что существующие алгоритмы реконструкции IDT плохо работают с их новыми подходами из-за использования объективов с высокой числовой апертурой, они решили разработать новый алгоритм . В нем используется модель многократного рассеяния, основанная на методе непараксиального рассеяния с разделением шагов (SSNP), который был недавно разработан для преодоления аналогичных ограничений в оптической дифракционной томографии.

Исследователи показали, что применение нового алгоритма реконструкции IDT к клеткам буккального эпителия с использованием aIDT позволяет легко различать клетки на разной глубине, реконструировать границы клеток и мембраны, а также визуализировать нативные бактерии вокруг клеток.

Они также применили его к толстому живому эмбриону C. elegans с множественным рассеянием, используя mIDT. Полученные реконструированные изображения показали детали того, как черви были сложены, а поперечное сечение одной глубины показало морфологические детали контура клеток, ротовой полости и хвоста червя.

В целом эксперименты показали, что, распространив метод SSNP на IDT, исследователи смогли получить высококачественные изображения с большим полем зрения.

Новый алгоритм собирает сложную информацию о трехмерном рассеянии света от живых образцов

Понравилась новость - поделитесь с Друзьями!

Новости партнеров:

Рубрика: Наука, Новости

Вам могло бы понравиться:

НИЯУ МИФИ наградит лучших учителей физики НИЯУ МИФИ наградит лучших учителей физики
Составлена карта генома последнего живого вида диких лошадей Составлена карта генома последнего живого вида диких лошадей
Астрономы обнаружили экзопланету размером с Землю Астрономы обнаружили экзопланету размером с Землю
Изучаются меры по снижению вреда от алкоголя без ущерба для пабов и ресторанов Изучаются меры по снижению вреда от алкоголя без ущерба для пабов и ресторанов

Оставить комментарий

Вы должны Войти, чтобы оставить комментарий.

©2015 - 2024 Актуальные Новости Сегодня. Все права защищены.
При копировании материалов активная гиперссылка на этот сайт ОБЯЗАТЕЛЬНА!