19:44 2022-07-06
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Microscopie STED în domeniul frecvenței pentru suprimarea selectivă a zgomotului de fond
_ Microscopie STED în domeniul frecvenței pentru Suprimarea selectivă a zgomotului de fond
Nanoscopia descrie capacitatea de a vedea dincolo de limita optică general acceptată de 200–300 nm. Microscopia cu epuizare a emisiilor stimulate (STED), dezvoltată de Stefan W. Hell și Jan Wichmann în 1994 și demonstrată experimental de Hell și Thomas Klar în 1999, este o tehnică de super-rezoluție pentru nanoscopie. Microscopia STED a făcut progrese considerabile și este utilizată pe scară largă în cercetarea practică. Dar utilizarea sa practică implică un zgomot de fundal nedorit, care afectează negativ rezoluția spațială și calitatea imaginii. În general, acest zgomot provine din două surse de semnal: (i) fluorescența generată de reexcitarea cauzată de dozele de lumină ultraînaltă din fasciculul de epuizare; și (ii) fluorescența reziduală, din cauza epuizării insuficiente a fasciculului de inhibiție.
În ultimele decenii au fost dezvoltate abordări semnificative de îndepărtare a fundalului. Acestea pot fi împărțite în trei categorii: domeniul timpului, domeniul spațiului și domeniul fazorilor. Unele dintre aceste metode sunt de lungă durată, iar altele sunt dezvoltate mai recent. Deși sunt metode puternice de a elimina zgomotul nedorit din imaginile de microscopie STED, toate implică dezavantaje, inclusiv distorsiunea imaginii, timpi prelungiți de achiziție sau introducerea zgomotului de fotografiere. Microscopia STED nu-și atinge încă potențialul maxim.
Așa cum sa raportat în Advanced Photonics, cercetătorii de la Universitatea Zhejiang au dezvoltat recent o nouă metodă numită „diferență de modulare dublă” STED (dmdSTED) pentru a suprima fundalurile în mod selectiv și eficient. Metoda funcționează prin sortarea semnalelor din domeniul spațiului în domeniul frecvenței, astfel încât fluorescența neepuizată și fundalul indus de STED să fie separate în mod convenabil de semnalele fluorescente dorite. Fasciculele de excitație și de epuizare sunt încărcate cu diferite modulații în domeniul timpului. Deoarece evită reexcitarea cauzată de fasciculul de epuizare, se poate selecta un laser de epuizare cu o lungime de undă mai apropiată de vârful spectrului de emisie de fluorescență al probei, reducând astfel intensitatea de epuizare necesară.
The versiunea actuală a dmdSTED funcționează cu o rezoluție spațială de λ/8, o rezoluție mai mare decât cea a metodelor din domeniul fazorilor (de exemplu, SPLIT, λ/5) care sunt predispuse la zgomot. Teoretic, pierderea potențială a semnalului prin abordări în domeniul timpului (cum ar fi time-gating) poate fi evitată prin această abordare. În plus, dmdSTED este compatibil fie cu scenariile cu undă pulsată, fie cu undă continuă, iar hardware-ul pentru numărarea fotonului unic corelat în timp (TCSPC) nu este necesar. În comparație cu metodele din domeniul spațiului, rezoluția în timp a dmdSTED nu este limitată. Astfel, dmdSTED este avantajos în achiziționarea de imagini de microscopie complet fine, în rezoluție spațială, SNR și rezoluție în timp.
Conform autorului principal Xu Liu, director al State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, „Acest lucru Metoda domeniului de frecvență are un potențial mare de integrare în alte tehnici de scanare punctuală cu fascicul dublu, cum ar fi microscopia cu saturație în stare excitată (ESSat), microscopia cu epuizare a stării de încărcare (CSD), microscopia cu epuizare a stării fundamentale (GSD) și așa mai departe. poate accepta mai multe tipuri de mostre cu caracteristici spectrale diferite de coloranții fluorescenți utilizați în mod obișnuit în STED, cum ar fi unele puncte cuantice cu un spectru de excitație mai larg.”
Comentarii:
Adauga Comentariu