近期,北京大學(xué)、深圳大學(xué)等聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)熒光顯微鏡背景干擾問題開展研究,提出 Dark sectioning 背景去除方法,助力推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)研究中對(duì)亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)可視化的探索,相關(guān)成果于 2025 年 5月發(fā)表于《Nature Methods》。
Dark sectioning創(chuàng)新成果概述
熒光顯微鏡中,散射或離焦熒光產(chǎn)生的背景會(huì)掩蓋細(xì)胞細(xì)節(jié)、引入偽影,嚴(yán)重影響成像清晰度與定量分析準(zhǔn)確性。
圖1:Dark sectioning的原理與性能
研究團(tuán)隊(duì)基于暗通道先驗(yàn)與雙頻分離,提出非去噪 / 去卷積的 Dark sectioning 方法, 突破了傳統(tǒng)背景去除方法的適用性與性能瓶頸,為細(xì)胞生物學(xué)、病理分析等領(lǐng)域的深層組織成像、定量分析提供了高效工具。
① 高保真:信噪比(SBR)提升近10 dB,結(jié)構(gòu)相似性指數(shù)(SSIM)提升約10倍,同時(shí)提高分辨率縮放皮爾遜系數(shù)(RSP)、降低分辨率縮放誤差(RSE),僅用寬場(chǎng)顯微鏡(WF)即可實(shí)現(xiàn)近共聚焦顯微鏡的高保真光學(xué)切片效果。
② 通用化:兼容寬場(chǎng)、共聚焦、二維/三維結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡(SIM)、單/雙光子顯微鏡、光片顯微鏡等多種模態(tài)。
③ 低成本:無需硬件升級(jí),光子效率高,適配深層組織成像、小動(dòng)物活體成像、活細(xì)胞成像等多數(shù)場(chǎng)景。
Dhyana 400BSI V3 相機(jī)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)解析
Dhyana 400BSI 相機(jī)用于驗(yàn)證 Dark sectioning(暗場(chǎng)切片)方法在 STORM 超分辨顯微弱熒光信號(hào)中的應(yīng)用效果。論文驗(yàn)證了Dark sectioning 對(duì) STORM 等單分子定位方法的提升有限,該類成像技術(shù)仍依賴相機(jī)的核心性能支撐。
Dhyana 400BSI V3高靈敏度高速優(yōu)勢(shì)可為 STORM 超分辨成像提供高定位精度的核心性能支撐。
① 高靈敏度特性(95% QE,1.1e-讀出噪聲),適配單分子熒光信號(hào)采集,保障低噪聲成像數(shù)據(jù),支撐精準(zhǔn)定位分析。
② 高效數(shù)據(jù)采集能力(100fps@4.2MP),提升單分子信號(hào)的高質(zhì)量采集效率。
③ 先進(jìn)制冷性能,大幅降低成像背景噪聲影響,提高單分子定位精度,助力納米級(jí)高保真超分辨圖像重建。
圖2: Dhyana 400BSI V3相機(jī)采集重建的的STORM 超分辨顯微圖像
參考文獻(xiàn)
Cao, R., Li, Y., Zhou, Y. et al. Dark-based optical sectioning assists background removal in fluorescence microscopy. Nat Methods 22, 1299–1310 (2025). https://doi.org/10.1038/s41592-025-02667-6
展會(huì)預(yù)告
Dhyana 400BSI V3 將于3月在慕尼黑上海光博會(huì)與 Vision China 中國國際機(jī)器視覺展覽會(huì)展出。與此同時(shí),其下一代產(chǎn)品—— Aries 6504 系列也將作為重磅新品亮相。這款新品在延續(xù)高靈敏度特性的基礎(chǔ)上,于讀出噪聲、幀率、暗電流等核心性能上實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步升級(jí),為極弱光探測(cè)等前沿應(yīng)用帶來更強(qiáng)支撐。
更值得關(guān)注的是:本次展會(huì),鑫圖首次以“科學(xué)成像解決方案”為核心主題亮相。這不僅是產(chǎn)品層面的迭代,更是一次系統(tǒng)性戰(zhàn)略升級(jí)?,F(xiàn)場(chǎng)將圍繞極弱光與單光子探測(cè)、高通量科學(xué)成像、超高速工業(yè)檢測(cè)三大核心技術(shù)方向,揭幕多款突破性成像解決方案。
部分展品搶先看
其他驚喜現(xiàn)場(chǎng)揭曉,歡迎蒞臨
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