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用于3 D活细胞成像的新一代全息显微镜

2019-01-26 09:33:54 • 来源：

韩国高等科学技术学院(KAIST)物理系YongKeun Park教授及其研究团队开发了一种强大的活细胞三维成像方法，无需染色。研究人员宣布，通过Park教授共同创立的TomoCube的韩国初创公司，向全球市场推出了他们的新型微观工具 - 全息图(HT)-1 。

用于3 D活细胞成像的新一代全息显微镜

Park教授是生物光子学领域的领先研究员，他的大部分研究生涯都致力于研究数字全息显微技术。他与TomoCube的研发团队合作开发了最先进的2D / 3D / 4D全息显微镜，可以实现生物细胞和组织的实时无标签可视化。

HT是X射线计算机断层扫描(CT)的光学类比。X射线CT和HT都具有相同的物理原理 - 波散射的逆。不同之处在于HT使用激光照射，而X射线CT使用X射线束。通过测量细胞的多个2D全息图，结合各种角度的激光照射，可以重建细胞的3D折射率(RI)分布。重建的3D RI图提供细胞的结构和化学信息，包括质量，形态，蛋白质浓度和细胞膜的动力学。

HT使用户能够定量和非侵入地研究生物细胞的内在特性，例如干质量和蛋白质浓度。一些研究团队的突破利用了HT的独特和特殊功能，可以在最近的几个出版物中找到，包括关于光学捕获颗粒的同步3D可视化和位置跟踪的主要文章，该文章于2015年4月20日在Optica上发表。

目前的荧光共聚焦显微镜技术需要使用外源标记试剂来提供高对比度的分子信息。因此，缺点包括可能的光漂白，光毒性和对正常分子活性的干扰。需要重新注入体内的免疫或干细胞被认为特别难以用荧光显微镜。

“作为目前世界上现有的两种高分辨率断层显微镜之一，我相信HT-1在规格和功能方面是同类产品中最好的。用户可以看到细胞的3D / 4D实时图像，无需固定，涂层或染色的细胞样品制备时间从数天或数小时到短短几分钟内减少，”朴教授说。

两家韩国医院，位于盆唐的首尔国立大学医院和首尔的Boramae医院，目前正在使用这种显微镜。该研究团队还于2016年2月16日至18日在美国旧金山举行的Photonics West Exhibition 2016上展示了HT-1。

Park教授补充说：“我们的技术为显微镜下的细胞观察设定了新的范例。我希望这种断层扫描显微镜将在未来更广泛地应用于制药，神经科学，免疫学，血液学和细胞生物学等各个领域。”

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