以色列新研的三维成像显微镜可观察活细胞 帮助人类扩展生物学研究

2020-08-04 09:16
中国计算机报 2020年26期
关键词:高分辨率显微镜绘制

据以色列当地媒体报道,日前,以色列理工大學成功开发出一种新型显微镜,能以超高分辨率展现活细胞的三维图像,有望为生物学研究带来革命性变化。

通常,人们通过对研究样本逐层扫描,然后用计算机合成三维图形的方法来了解物体结构。但逐层扫描过程要求被扫描对象必须在整个过程保持静止,该局限性表明它不可能用于观察活细胞。

以色列理工大学研究人员开发的超分辨率三维成像系统名为DeepSTORM3D,它不仅能够以10倍于标准光学显微镜的分辨率绘图,而且还能绘制研究对象的动态三维图像。

DeepSTORM3D系统开发负责人约阿夫·肖特曼表示,通过波阵面成形的方法可以从二位图像中获取深度信息,该方法对相机获得图像中的每个分子的深度进行编码。然而,其存在的问题是,如果附近有多个分子,它们的图像会在相机成像中重叠,这将大大降低空间和时间分辨率,以至于有时无法对某些研究对象获得有用的图像。

为了解决这个问题,研究人员将目光转向深度学习领域,开发一种能够产生自行解决方案的人工神经网络,将大量虚拟样本输入网络对系统进行培训后,神经网络知道如何从现实的显微镜数据中产生超高分辨率的三维图像。

研究人员使用该系统能够绘制细胞的能量产生者——线粒体的三维图像,并为活细胞中荧光标记端粒成像。肖特曼表示,这项以超高分辨率绘制活细胞生物学活动过程的新技术,将帮助人们扩展生物学研究的深度。

猜你喜欢
高分辨率显微镜绘制
Art on coffee cups
高分辨率合成孔径雷达图像解译系统
显微镜
放学后
显微镜下看沙
高分辨率对地观测系统
基于Curvelet-Wavelet变换高分辨率遥感图像降噪
显微镜下的奇妙微生物
在转变中绘制新蓝图
高分辨率遥感相机CCD器件精密热控制