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Three-dimensional super-resolution imaging with suppressed background via digital array modulation microscopy
DOI:10.1038/s41566-026-01869-4.png)
摘要
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尽管体素定位超分辨率显微成像在生物医学研究中已被证明具有价值,但它仍面临图像重建保真度和成像速度方面的挑战。显著的背景干扰会引入伪影并降低分辨率,而计算密集型的图像重建和照明模式切换则限制了成像通量。在此,我们提出了数字阵列调制显微成像(DaMo),它结合了数字阵列调制与单谱重建算法。高斯照明调制与数字检测调制相结合,可实现100%对比度的外差检测。因此,DaMo能够在显著的背景干扰下实现高保真重建(Pearson相关系数为0.99±0.01),其重建速度比当前最先进的体素定位超分辨率显微成像处理快102倍。DaMo提供轴向分辨率为300 nm、横向分辨率为100 nm,同时在全细胞三维成像中实现了1,284倍的信背比提升。DaMo无需额外调制器或附加图像增强,即可提供无伪影的精度并简化工作流程。我们通过定量活细胞成像(观察肌动蛋白动力学)、追踪级联丝状伪足融合事件、多色全涂片成像(用于细胞周期分析)以及线粒体中线肠道上皮损伤的组织病理学评估,展示了DaMo的通用性。DaMo为跨多种生物系统的大规模、背景抑制超分辨率成像铺平了道路。数字阵列调制显微成像采用自然高斯照明和虚拟检测调制,结合单谱重建算法,实现轴向和横向分辨率分别为300 nm和100 nm的三维超分辨率成像。
Keyword:
Fluorescence imaging
Super-resolution microscopy
Physics
general
Applied and Technical Physics
Quantum Physics
期刊
IF:
32.9
论文数:
4.3K
被引数:
6.1W
机构
引用论文
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