纳米光刻高级研究中心和阿姆斯特丹Vrije大学的科学家，开发出一种通过超薄光纤进行快速、超分辨率显微镜的微型装置。使用智能信号处理，突破了分辨率和速度的理论极限，由于该方法不需要任何特殊的荧光标记，因此在医学应用和纳米光刻的三维结构表征方面都很有前景，其研究成果发表在自然《光：科学与应用》期刊上。

研究作者柳巴·阿米托诺娃(Lyuba Amitonova)说：纳米尺度的成像受到所用光线波长的限制。有办法克服这种衍射限制，但它们通常需要大型显微镜和困难的处理程序，这些系统不适合在生物组织深层或其他难以触及的地方成像。Amitonova在纳米光刻高级研究中心（ARCNL）成立了一个纳米级成像和计量学研究小组，Amitonova还兼职联系到阿姆斯特丹大学，在那里她在约翰尼斯·德波尔(Johannes De Boer)的团队中研究用于内窥镜检查的超薄纤维。

逆数据压缩

Amitonova和De Boer已经开发出一种方法，可以克服小型系统中的衍射限制，以实现超分辨率的深层组织成像。Amitonova方法的关键是：创建有意义的图像并不需要数据样本中的所有信息，想想数码摄影，它使用JPEG压缩格式来限制照片中的数据量，压缩可以去除高达90%的图像，但我们很难看出其中的区别。这是可行的，因为所有传统的现实物体图像都是‘稀疏的’，这意味着大多数图像点都不包含任何信息。

在研究的测量中，以相反的方式利用这种稀疏信息，只获取可用数据的10%，并通过数学计算方法重建整个图像。在传统显微镜中，样品通常是逐点照明的，以生成整个样品的图片。这需要很长时间，因为高分辨率图像需要很多数据点。Amitonova和De Boer开发的方法，使用了一种产生斑点激光束的光纤，允许以随机的方式同时照射样品许多区域。然后，将样品反射的多面光收集为单个数据点，通过计算从该数据点提取相关信息。

超越传统方法

在逐点照明情况下，获取256个数据点将产生256个像素的图像。使用该方法，相同数量的测量会产生大约20倍于像素的图像。因此，压缩成像的速度要快得多，而且还证明，能够分辨出比传统衍射限制成像小两倍以上的细节。该方法是在考虑到微创生物成像的基础上开发，但在纳米光刻中的传感应用也非常有前途，因为它不需要荧光标记，而荧光标记是其他超分辨率成像方法所必需的。

Amitonova将在纳米光刻高级研究中心（ARCNL）进一步发展这一概念：纤维的致密性使它们非常便于在纳米光刻技术中开发测量工具。基于纤维的探针，提供了高分辨率和大视野的独特组合，可以很容易地在难以触及的地方使用。进一步开发该方法有望带来更高的分辨率和速度，计量工具和医疗诊断是最有可能从这项发现中受益的领域。

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博科园｜研究/来自：纳米光刻高级研究中心

研究发表期刊《光：科学与应用》

DOI: 10.1038/s41377-020-0308-x

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