用于选择性背景噪声抑制的频域STED显微镜

科技
2022-07-14
分享

来源:

       据《先进光子学》报道,浙江大学的研究人员近日提出了一种新的显微技术,可以选择性地抑制现有受激发射损耗 (STED) 显微镜技术中的背景噪声。该方法有效地避免了 STED 成像中传统噪声抑制方法的局限性。

 

       受激发射耗尽(STED)显微技术是由Stefan W. Hell和Jan Wichmann于1994年开发的,并于1999年由Hell和Thomas Klar实验证明,是一种用于纳米显微镜的超分辨率技术,其开发者并因此于 2014 年获得了诺贝尔化学奖。 尽管STED显微镜技术已经取得了长足的进步,并被广泛应用于实际研究中。但在200 到 300 nm 的纳米技术实际应用中,仍会产生对空间分辨率和图像质量具有负面影响的不良背景噪声。一般来说,这种噪声来自两个信号源:耗尽束的超高光剂量引起的再激发产生的荧光,以及抑制束耗尽不足引起的残留荧光。

 

       尽管目前已经开发了多种背景去噪方法,但它们在实际应用中也存在某些缺点,包括图像失真、长时间采集或引入散粒噪声等。

 

       现有的背景噪声去除方法可以分为三类:时域、空间域和相量域。

 

图:频域 STED 显微方法,可以选择性地抑制 STED 成像中的背景。

 

       因此,研究团队提出了一种称之为“双调制差”STED(dmdSTED)的方法,可以有选择性地抑制背景噪声。该方法的工作原理是将空间域信号分选道频域,以便将未耗尽的荧光和 STED 诱导的背景与所需的荧光信号分离开来。激发光束和耗尽光束分别加载不同的时域调制。由于dmdSTED避免了耗尽光束引起的再激发,因此可以选择波长更接近样品荧光发射光谱峰值的耗尽激光,从而降低了所需的耗尽强度。

 

       当前 dmdSTED 方法的空间分辨率为 λ/8,比容易产生散粒噪声的相角域方法的分辨率更高。研究人员表示从理论上讲,该方法可以避免由时域方法(例如时间门控)引起的潜在信号损耗。此外,dmdSTED 与脉冲或连续波兼容,并且不需要使用时间相关单光子计数的硬件。相比空间域方法,dmdSTED 的时间分辨率不受限制。因此,dmdSTED 在空间分辨率、信噪比和时间分辨率等方面获取综合精细的显微图像具有优势。

 

       据现代光学仪器国家重点实验室主任、该研究的资深作者刘旭介绍,频域方法有潜力集成到其他双光束点扫描技术中,比如激发态饱和显微镜、电荷状态耗尽显微镜和基态耗尽显微镜等。此外,该方法可以接受更多类型的样品,这些样品的光谱特性不同于 STED 成像中常用的荧光染料,比如激发光谱更宽的量子点。

 

THE END
广告、内容合作请点击这里 寻求合作
免责声明:本文系转载,版权归原作者所有;旨在传递信息,不代表科技强国-强国网的观点和立场。

相关热点

(2025年3月24日,中国武汉)百威中国在武汉工厂百威集团在华首家啤酒生产基地,隆重举行以三十而砺,源启未来为主题的三十周年庆典暨世界水日活...
酒业
3月24日,康师傅披露2024年业绩。报告期内,公司实现营业收入约806.5亿元,同比增长0.3%。其中,方便面板块营收284.14亿元,占集团总收益35.2%。...
食品
近年来,重庆洪崖洞旁的一家火锅店频繁登上热搜北步园老火锅。从TVB影帝黎耀祥到新生代偶像苏新皓,众多明星专程到店打卡,甚至引发粉丝追星式探...
食品
  春风渐暖,燃脂健身又成为了当下的热门话题,FITO燃咖啡也再次迎来了受关注的小高峰。自面世以来,FITO燃咖啡一直以良好的饮用口感和突出的...
食品
2025年3月7日,广州柏悦酒店迎来了一场舌尖上的盛宴欧洲猪肉,品智之选品鉴会。本次活动吸引了来自餐饮行业、进口贸易、媒体及美食爱好者等专业...
食品

相关推荐

1
3