結合結構照明光學切片術之線掃描超光譜顯微系統

為能在活體生物組織中取得高解析度三維分子影像，本計畫擬開發一結合結構照明的線掃描超光譜 顯微系統，利用線掃描超光譜系統同時獲得組織內空間及螢光光譜的資訊，並結合結構照明的光學 切片能力來提升縱向解析度。在各種超光譜系統中，線掃瞄系統屬於空間掃描式的超光譜系統，在 訊號利用效率上遠較光譜掃描式為高，而相較於點掃描系統則有較快的取像速率，為具有綜合性優 點的架構之一。線狀掃描光搭配光譜儀的狹縫雖能在狹縫窄邊的維度上產生共光學切片的效果，但 狹縫長邊維度的離焦訊號則會導致縱向解析度的下降。為解決此問題，本計畫的系統將結合結構照 明的概念，以digital micromirror device 產生具週期性強度調制的線狀激發光來取代均勻的激發光， 藉由結構照明的光學切片能力來產生狹縫長邊維度上的空間濾波，排除離焦訊號以提升縱向解析 度。結合上述兩種技術的優點，本系統除具有線掃描超光譜系統的訊號利用效率及取像速率外，亦 能獲得結構照明在縱向解析度上的提升，將適合應用於厚組織或活體內取得三維空間內的分子資 訊。為了解其在生醫應用上的能力，本計畫將在完成光學系統、電控系統、及光譜分析演算法的建 立後，分為植物光合作用及活體毛囊幹細胞兩個研究方向進行系統的測試及應用。