SmartScope 可安装智能手机的低成本明场和荧光显微成像 该智能手机显微镜是作为Ernst-Abbe-Hochschule Jena（应用科学大学）的一个小组项目而建造的。该项目的目的是构建一种低成本，高分辨率的智能手机，该智能手机能够执行明场成像和荧光成像。由于当前的台式微型显微镜通常很昂贵，体积很大并且需要熟练的操作人员，所以学校和发展中国家经常缺乏高分辨率成像设备的使用权。但是，大多数人摆出了智能手机以及使用摄影镜头的专业知识。智能手机会自动将图像保存在数字文件中，其本质上重量很小，并且能够无线传输数据。 贡献者：CorinnaHägele，Evelina Jussupov，Iwan Schie教授，Eckart Hesse教授，Burkhardt Fleck教授

基于深度学习的荧光显微成像技术及应用

超分辨荧光成像实验的分辨率和成像质量与实验过程中收集到的荧光分子光子数和背景噪声有着密切的关系。为了实现低光子数、高背景光下的快速超分辨荧光显微成像,利用所提卷积神经网络算法实现了对极低信噪比信号的恢复,并结合重构网络进行了超分辨成像。结果表明:利用该方法可以实现荧光信号在低信噪比下的有效恢复,峰值信噪比可达27 dB,明显优于同类的其他两种算法。该方法还可以配合Deep-STORM重构网络在低信噪比下实现快速的超分辨成像。重构结果的归一化均方误差为7.5%,分辨率相较其他算法有明显提升。实验条件下的重构结果验证了该方法的能力,为弱信号下的荧光快速超分辨成像提供了可行方案。

结构光照明荧光显微术(SIM)是一种可突破阿贝衍射极限的宽场显微成像技术, 因其非侵入、成像速度快及光损伤小等优点在生物医学研究中具有广泛的应用前景。从结构光照明显微成像系统基本原理出发, 分析了超分辨图像重构算法原理、重构图像中伪影来源及优化方法; 结合研制的线性/非线性结构光照明显微镜, 详细讨论了基于激光干涉的SIM成像系统光机结构。重点讨论了系统的同步时序设计和光路中的几个关键技术问题。设计对比实验验证了自主开发的SIM重构算法的可靠性, 并基于研制的线性SIM系统开展细胞骨架的成像实验。最后, 对SIM技术在生物上的发展和应用提出展望。

近年来, 随着各种新型荧光探针的出现和成像方法的改进, 远场光学成像的分辨率已经突破了衍射极限的限制。基于结构光照明的荧光显微技术凭借成像速度快、光毒性弱等优点, 已成为目前主流的超分辨成像技术之一。实现结构光照明超分辨显微成像的关键在于照明光场的精准调控和后期的超分辨图像重建算法, 否则将会在重建的超分辨图像中产生不可预估的伪影, 混淆对观测结构真实形态的判断。详细对比了几种典型的结构光照明显微超分辨重建算法, 证明基于图像重组变换的结构光照明超分辨图像重建算法可以有效解决极低结构光场调制度下的超分辨图像重建问题, 降低结构光照明显微中的激发光功率。