Количественная фазово-контрастная микроскопия

Количественный фазово-контрастный микроскоп
Акроним	QPCM, QPM, QPI
Другие имена	Фазовый микроскоп, Количественная фазовая микроскопия, Количественная фазовая визуализация
Использование	Микроскопическое наблюдение и количественная оценка неокрашенного биологического материала
Похожие товары	Фазово-контрастная микроскопия , Дифференциально-интерференционная контрастная микроскопия , Модуляционно-контрастная микроскопия Хоффмана

Количественная фазово-контрастная микроскопия или количественная фазовая визуализация — это собирательные названия группы методов микроскопии, которые количественно определяют фазовый сдвиг , который возникает, когда световые волны проходят через более оптически плотный объект. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Полупрозрачные объекты, такие как живая человеческая клетка, поглощают и рассеивают небольшое количество света. Благодаря этому полупрозрачные объекты гораздо легче наблюдать 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 дифференциально-интерференционно-контрастная микроскопия , визуализируют фазовые сдвиги путем преобразования градиентов фазового сдвига в изменения интенсивности. Эти вариации интенсивности смешиваются с другими вариациями интенсивности, что затрудняет извлечение количественной информации.

Количественные методы фазового контраста отличаются от традиционных методов фазового контраста тем, что они создают второе, так называемое, фазовое изображение или фазовое изображение , независимое от интенсивности ( светлое поле ) изображения. Методы фазовой развертки обычно применяются к изображению с фазовым сдвигом, чтобы получить абсолютный фазовый сдвиг. значения в каждом пикселе, как показано на рисунке 1.

К основным методам измерения и визуализации фазовых сдвигов относятся птихография и различные виды методов голографической микроскопии, таких как цифровая голографическая микроскопия , голографическая интерференционная микроскопия и цифровая поточная голографическая микроскопия. Общим для этих методов является то, что интерференционная картина ( голограмма ) записывается цифровым датчиком изображения . численно создается изображение интенсивности и фазового сдвига Из записанной интерференционной картины с помощью компьютерного алгоритма . ^{[ 4 ]}

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

См. также

Ссылки

^ Этьен Куш; Фредерик Бевилаква; Кристиан Деперсинж (1999). «Цифровая голография для количественной фазово-контрастной визуализации». Оптические письма . 24 (5): 291–293. Бибкод : 1999OptL...24..291C . дои : 10.1364/OL.24.000291 . ПМИД 18071483 .
^ Пак Ю, Деперсинж С, Попеску Г (2018). «Количественная фазовая визуализация в биомедицине». Природная фотоника . 12 (10): 578–589. Бибкод : 2018NaPho..12..578P . дои : 10.1038/s41566-018-0253-x . S2CID 256704142 .
^ Мануэль Кеммлер; Маркус Фратц; Доминик Гиль; Норберт Саум; Альбрехт Бранденбург; Кристиан Хоффманн (2007). «Неинвазивный временной цитометрический мониторинг методом цифровой голографии» . Журнал биомедицинской оптики . 12 (6): 064002. Бибкод : 2007JBO....12f4002K . дои : 10.1117/1.2804926 . ПМИД 18163818 . S2CID 40335328 .
^ Мён К. Ким (2010). «Принципы и методы цифровой голографической микроскопии» . Обзоры SPIE . 1 : 018005. Бибкод : 2010SPIER...1a8005K . дои : 10.1117/6.0000006 .
^ Зангл Т., Тейтелл М. (2014). «Профилирование массы живых клеток: новый подход в количественной биофизике» . Природные методы . 11 (12): 1221–1228. дои : 10.1038/nmeth.3175 . ПМК 4319180 . ПМИД 25423019 .
^ Чен, Клэр Лифан; Махджубфар, Ата; Тай, Ли-Чиа; Блаби, Ян К.; Хуанг, Аллен; Ниязи, Кайван Реза; Джалали, Бахрам (2016). «Глубокое обучение в классификации ячеек без меток» . Научные отчеты . 6 : 21471. Бибкод : 2016NatSR...621471C . дои : 10.1038/srep21471 . ПМЦ 4791545 . ПМИД 26975219 . опубликовано под лицензией CC BY 4.0

Внешние ссылки

[Cuche-1] Этьен Куш; Фредерик Бевилаква; Кристиан Деперсинж (1999). «Цифровая голография для количественной фазово-контрастной визуализации». Оптические письма . 24 (5): 291–293. Бибкод : 1999OptL...24..291C . дои : 10.1364/OL.24.000291 . ПМИД 18071483 .

[2] Пак Ю, Деперсинж С, Попеску Г (2018). «Количественная фазовая визуализация в биомедицине». Природная фотоника . 12 (10): 578–589. Бибкод : 2018NaPho..12..578P . дои : 10.1038/s41566-018-0253-x . S2CID 256704142 .

[Kemmler-3] Мануэль Кеммлер; Маркус Фратц; Доминик Гиль; Норберт Саум; Альбрехт Бранденбург; Кристиан Хоффманн (2007). «Неинвазивный временной цитометрический мониторинг методом цифровой голографии» . Журнал биомедицинской оптики . 12 (6): 064002. Бибкод : 2007JBO....12f4002K . дои : 10.1117/1.2804926 . ПМИД 18163818 . S2CID 40335328 .

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

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

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

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

v т и Оптическая микроскопия
Микроскоп Оптическая микроскопия
Освещение и контрастные методы	Светлопольная микроскопия освещение по Келеру Темнопольная микроскопия Фазовый контраст Количественная фазово-контрастная микроскопия Дифференциальный интерференционный контраст (ДИК) Дисперсионное окрашивание Визуализация второй гармоники (SHIM) 4Пи микроскоп Структурированное освещение Сарфус Микроскопия интерференционного отражения (IRM/RICM) Рамановский
Флуоресцентные методы	Флуоресцентная микроскопия Конфокальная микроскопия Многофотонная микроскопия ( Двухфотонная , Трехфотонная ) Деконволюция изображения Флуоресцентная микроскопия полного внутреннего отражения (TIRF) Световая микроскопия (LSFM/SPIM) Решетчатая светолистовая микроскопия
субдифракция предельные методы	Дифракционный предел Вынужденное сокращение выбросов (STED) Фотоактивируемая локализационная микроскопия (PALM/STORM) Near-field (NSOM/SNOM)
Категория Коммонс