結合結構式基態耗乏之掃描式雙光子結構照明顯微術(1/2)

為了提升光學影像的解析度，多種超解析度顯微術已成功地被開發來突破繞射極限的限制。其中，結構照明顯微術(structured illumination microscopy)係經由結構性的照明，使樣本的空間頻率函數產生位移以取得原本無法進入光學傳遞函數(optical transfer function)範圍內的高頻資訊。為能將結構照明應用於雙光子螢光顯微術上來同時獲得橫向上的超解析度及光學切片能力，本團隊曾成功地以點掃描架構結合光強度的調制來產生結構照明，然而系統所使用的二維偵測器及成像方式會紀錄到被周圍組織散射的螢光訊號，使得影像中條紋的對比度降低而限制了系統在解析度提升及穿透深度上的表現。為了突破此限制，本團隊擬提出一全新的架構，以基態耗乏(ground-state depletion)的方式透過結構照明對樣本上的螢光分子進行抑制，再以激發光進行點掃描並搭配光電倍增管(photomultiplier)來記錄影像。因光電配增管係將激發點產生之所有訊號進行積分，相較於先前的成像方式可以避免散射螢光訊號造成的雜訊，並提升螢光訊號的利用效率，將能有效增加影像的訊雜比及條紋的對比度，使得系統在解析度的提升及穿透深度上的表現獲得改善。此外，除了基本的結構照明外，本計畫亦將嘗試增加耗乏光的強度以達到基態耗乏的飽和，藉此來進行飽和結構照明顯微術(saturated structured illuminationmicroscopy)以達成更高倍率的解析度提升。