来源： 时间：2022-11-12 14:35:12
科学家们已经通过3d打印了一种廉价且便携式的高分辨率显微镜，该显微镜可能用于检测发展中国家的糖尿病，疟疾和其他疾病。
便携式仪器产生的3D图像的分辨率是传统数字全息显微镜的两倍，通常在实验室的光学台上进行。
根据发表在《光学快报》杂志上的研究，它足够小，可以在现场或床边使用，并且具有生物医学应用的潜力，例如细胞识别和疾病诊断。
除了生物医学应用外，它还可以用于研究，制造，国防和教育。
美国康涅狄格大学的Bahram Javidi说: “这种新显微镜不需要任何特殊的染色或标签，可以帮助增加获得低成本医学诊断测试的机会。”
贾维迪在一份声明中说: “这将对世界上获得医疗保健的机会有限且高科技诊断设施很少的发展中地区特别有益。”
“整个系统由3D打印部件和常见的光学组件组成，使其价格便宜且易于复制，” Javidi说。
“替代激光源和图像传感器将进一步降低成本，我们估计一个单元可以复制几百美元。该装置的大规模生产也将大大降低成本，”他说。
在传统的数字全息显微镜中，数码相机记录由参考光波与来自样品的光之间的干涉产生的全息图。
然后，计算机将该全息图转换为样品的3D图像。
尽管这种显微镜方法可用于研究没有任何标签或染料的细胞，但它通常需要复杂的光学设置和稳定的环境，而没有振动和温度波动，这会在测量中引入噪声。
由于这个原因，数字全息显微镜一般只在实验室中发现。
通过将数字全息显微镜与称为结构化照明显微镜的超分辨率技术相结合，研究人员能够将其分辨率提高到超过均匀照明的分辨率。
他们通过使用清晰的光盘生成结构化的光图案来做到这一点。
研究人员通过记录分辨率图表的图像，然后使用算法重建高分辨率图像来评估系统性能。
这表明新的显微镜系统可以分辨小至0.775微米的特征，是传统系统分辨率的两倍。
使用波长较短的光源将进一步提高分辨率。
额外的实验表明，该系统足够稳定，可以分析生物细胞随时间的波动，需要在几十纳米的尺度上进行测量。
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然后，研究人员通过获取绿藻的高分辨率图像证明了该设备在生物成像中的适用性。
“我们的设计提供了一个具有高分辨率的高度稳定的系统。这对于检查亚细胞结构和动力学非常重要，这些结构和动力学可能具有非常小的细节和波动，”Javidi说。
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