HO-DHM-IT01是倒置型數(shù)字全息顯微鏡可用于活細胞的定量相成像。它是一種透射型倒置數(shù)字全息顯微鏡，具有平衡的無焦點配置，在參考光束和物鏡光束中均使用無窮大校正的Plan消色差物鏡。提供了一種普通的管透鏡，用于以*小的像差實現(xiàn)無焦成像配置。IIT Delhi獲得磚利的單次高分辨率方法用于相位圖像重建。650nm二*管激光器用于構(gòu)建全息圖像。系統(tǒng)還集成了具有高亮度白光LED照明的雙目觀察明視野。由于用戶可能不熟悉相位圖像，因此可以先根據(jù)需要使用明場觀察來聚焦細胞樣本，然后使用激光照射來記錄相位圖像。物鏡光束和參考光束中的鏡鼻都配備了一個滑動機構(gòu)，用于一次固定兩個顯微鏡物鏡。用戶可以通過旋轉(zhuǎn)旋鈕輕松地手動同時在物鏡光束和參考光束中切換物鏡。

理論方法

數(shù)字全息顯微術(shù)是一種新興的模式，可為處于自然狀態(tài)的透明未染色細胞提供定量相成像（QPI）功能。雖然諸如暗場，相位對比和微分干涉對比之類的相位敏感成像方法已有數(shù)十年的歷史，但它們無法提供定量的相位信息。DHM可以通過使用干涉成像概念來實現(xiàn)這一目標。DHM系統(tǒng)示意圖如圖1所示：

圖1：采用干涉成像原理的平衡DHM系統(tǒng)示意圖。通過對使用陣列傳感器記錄的干擾信號進行數(shù)字處理，可以獲得相位圖像。

當準直的激光束穿過透明細胞樣品時，通常很少的光被吸收。但是，由于光束在每個（x，y）位置看到的相位延遲，激光波前會失真（請參見圖2）。光束通過樣品后的相位Φ（x，y）可描述為：

Φ（X，Y）=（2π/λ）  ∫ DZ N（X，Y，Z）

此處λ是所用激光的波長，n（x，y，z）代表單元在位置（x，y，z）的相對折射率相對于周圍介質(zhì)。顯然，如果細胞與周圍介質(zhì)之間存在較大的折射率差，則將檢測到強相位信號。如果單元格的索引在一個區(qū)域內(nèi)是均勻的，則相位函數(shù)可以與該單元格的高度圖輪廓近似關(guān)聯(lián)，從而提供該單元格的3D透視圖。因此，DHM無需使用外部造影劑，而是將細胞的自然折射率對比度用于成像目的。折射率是與化學成分有關(guān)的屬性，因此，敏感相成像系統(tǒng)可以在基礎(chǔ)生物科學和診斷學中具有多種應用。

圖2：準直激光束波前通過透明細胞樣品時的相位延遲示意圖。相位延遲是由于穿過細胞樣品不同部分的光程差所致。

傅里葉變換法是處理單次干涉成像數(shù)據(jù)的一種流行選擇。但是，已知該方法的空間分辨率差，遠低于顯微鏡系統(tǒng)可以達到的衍射*限分辨率。該產(chǎn)品中使用的IIT Delhi技術(shù)使用一種新穎的約束優(yōu)化方法來恢復全分辨率相位圖像，如圖所示，其中顯示了圖3子zi宮頸細胞的明場和相位圖像。

圖3：使用數(shù)字全息顯微系統(tǒng)對紅細胞和患者宮頸細胞的相位圖像的圖示說明（a）明場圖像，（b）使用傳統(tǒng)傅里葉變換方法重建的相位圖像，（c）使用新型方法獲得的高分辨率相位圖像IIT Delhi開發(fā)的單發(fā)相位成像技術(shù)。（b）和（c）中的顏色編碼表示該單元的相圖（大約高度圖）。

技術(shù)指標