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新顯微鏡藝術圖? 圖片來源：日本德島大學
在最近發(fā)表在《科學進展》上的一項研究中，科學家開發(fā)了一種不需要機械掃描就能獲得熒光壽命圖像的新方法。
熒光顯微鏡廣泛用于生物化學和生命科學，因為它允許科學家直接觀察細胞及其內部和周圍的某些化合物。熒光分子能吸收特定波長范圍內的光，然后在較長的波長范圍內重新發(fā)射。然而，傳統(tǒng)熒光顯微技術的主要局限性是其結果難以定量評價，而且熒光強度受實驗條件和熒光物質濃度的顯著影響。現(xiàn)在，日本科學家的這項新研究將徹底改變熒光壽命顯微鏡領域。
該方法的主要支柱之一是使用光學頻率梳作為樣品的激發(fā)光。一個光學頻率梳本質上是一個光信號，是許多離散的光學頻率的和，它們之間的間隔是恒定的。在這里，“梳子”指的是信號與光頻率的關系：從光頻率軸上升起密集且等距“尖刺”，類似于梳子。利用專用的光學設備，將一對激發(fā)頻率梳信號分解為具有不同強度調制頻率的單個光拍信號（雙梳光拍），每個光拍攜帶單個調制頻率，輻照到目標樣品上。這里的關鍵是，每束光束都在一個不同的空間位置擊中樣本，在樣本二維表面的每個點和雙梳光拍的每個調制頻率之間形成一一對應的關系。
由于其熒光特性，樣品能重新發(fā)射部分捕獲的輻射，同時仍然保持上述頻率—位置對應關系。然后，樣品發(fā)出的熒光被簡單地聚焦在高速單點光電探測器上。最后，研究人員用數(shù)學方法將測量信號轉換為頻域信號，根據(jù)調制頻率處的激發(fā)信號與測量信號之間存在的相對相位延遲，很容易計算出每個像素處的熒光壽命。
新方法除了提供對生物過程的更深入的了解外，這種新方法還可以用于多個樣本的同時成像，用于抗原檢測，并有望開發(fā)出新的治療方法來治療頑固性疾病，提高預期壽命，從而造福全人類。
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