换一批非干涉定量相位成像与光强衍射层析:理论、方法与仪器
Non-interferometric quantitative phase imaging and intensity diffraction tomography:theory,methods,and instruments
摘要光学显微镜是推动生命科学持续发展的核心工具.无标记相位成像利用折射率作为内源性对比机制,能够避免荧光标记带来的光毒性与光漂白,正日益成为解析细胞结构与动力学的重要途径.自1932年泽尼克发明相衬显微镜以来,相位成像技术已由二维定性观察迈向三维定量解析,其中数字全息显微和光学衍射层析是两项具有代表性的里程碑方法.然而,这类干涉式技术对高相干光源和复杂干涉光路的依赖,在系统稳定性、成像噪声控制与工程化应用方面存在根本性瓶颈,因而始终未能在生命科学实验室中取代相衬显微镜的普遍地位.近年来,计算光学定量相位成像技术的发展与光强衍射层析技术的兴起,突破了传统干涉测量的固有限制,标志着无标记定量相位成像进入了全新的发展阶段.在此背景下,本团队依托十余年的理论积累与方法创新,将先进的计算成像框架与工程化设计深度融合,率先在国际上研制出新一代基于光强衍射层析的无标记显微成像仪器.该仪器兼具高分辨率、高稳定性与高通量,能够在无标记条件下实现对活细胞结构与动态过程的长期、定量和多尺度观测.本文系统梳理了无标记相位成像的发展脉络,重点总结了本团队在计算光学成像与仪器研发方面的最新进展,并展望其在疾病机理解析、药物筛选、临床诊断以及未来科学仪器体系中的广阔前景.
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关键词
无标记成像计算光学显微成像定量相位成像光学衍射层析相位恢复Label-free imagingComputational optical microscopyQuantitative phase imagingOptical diffraction tomographyPhase retrieval
分类号
TH74
栏目名称
DOI
10.11876/mimt202504004
发布时间
2025-10-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
国家自然科学基金（62227818）
国家自然科学基金（62361136588）
国家自然科学基金（62305162）
国家自然科学基金（U21B2033）
国家重点研发计划（2022YFA1205002）
国家重点研发计划（2024YFE0101300）
国家重点研发计划（2024YFF0505603）
国家重点研发计划（2024YFF0505600）
江苏省科技计划生物医药竞争类项目（BE2022847）
江苏省科技计划重点国别产业技术研发合作项目（BZ2022039）
中央高校科研专项资助项目（30923010206）
中央高校基础科研业务费专项资金资助项目（2023102001）
中央高校基础科研业务费专项资金资助项目（2024202002）
等离子体物理全国重点实验室项目（JCKYS2024212804）
江苏省光谱成像与智能感知重点实验室开放基金（JSGP202105）
江苏省光谱成像与智能感知重点实验室开放基金（JSGP202201）
江苏省光谱成像与智能感知重点实验室开放基金（JSGPCXZNGZ202401）
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