高数值孔径无标记增强分辨率强度衍射层析成像

"Resolution-enhanced Intensity Diffraction Tomography in High Numerical Aperture Label-free Microscopy" 这篇论文提出了一种新的无标记、无运动的高分辨率增强强度衍射层析成像技术（reIDT），用于恢复物体的三维复折射率分布。该技术通过结合环形照明策略与高数值孔径（NA）聚光镜，实现了在130μm×130μm×8μm体积内的近衍射极限横向分辨率为346纳米和轴向分辨率为1.2微米。 在传统的光学显微镜中，由于衍射极限，分辨率通常受到限制。然而，reIDT方法突破了这一局限，它利用了高NA聚光镜的优势，可以捕获更精细的结构细节。高NA聚光镜允许更多的光线进入系统，从而提高空间分辨率。环形照明策略则有助于消除中心区域的零阶衍射，使得图像的对比度和分辨率得到显著提升。 复折射率分布是描述物体光学性质的重要参数，包括折射率和吸收率。reIDT能够获取这种分布，对于研究生物组织、微小粒子或纳米结构等具有重要意义。例如，在生物医学领域，可以用于观察活细胞内部的精细结构，如细胞器、蛋白质复合体以及病毒颗粒，而无需对样本进行染色或标记，减少了对样本的干扰。 此外，reIDT技术的无运动特性意味着在数据采集过程中，样本不需要保持绝对静止，这为动态过程的观察提供了可能。例如，它可以用来研究细胞分裂、分子马达的动力学或生物膜的动态变化。 在实验结果中，作者展示了在130μm×130μm×8μm的体积内，reIDT能够实现的346纳米的横向分辨率和1.2微米的轴向分辨率，这些数值接近衍射极限，远优于传统方法。这种高分辨率的成像能力对于揭示微小结构的详细特征至关重要。 这篇论文提出的reIDT技术是一项创新的光学成像方法，它在保持无标记和无运动优点的同时，极大地提高了分辨率，为微观世界的探索提供了新的工具。未来，reIDT有可能被广泛应用于生物学、材料科学和微电子等多个领域，推动相关研究的深入发展。