科學家改造顯微鏡以實現即時 3D 影像拍攝

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Optic microscope with a blood smear sample.  Hemtology Lab in a Chidren Hospital.  Guayaquil, Ecuador
Optic microscope with a blood smear sample. Hemtology Lab in a Chidren Hospital. Guayaquil, Ecuador

以顯微鏡拍攝的 2D 照片能為科學家提供的資訊有限,但若想以 3D 影像來進行研究的話,現有的方案可以說費時又費力。首先你需要拍攝大量的 2D 樣本照片,然後將形成的圖像庫匯入專門的軟體,最終經過運算才能生成多角度的 3D 影像。而來自美國德州西北大學的研究者日前想出了一種更為「簡便和經濟」的辦法,他們設計了一款內含兩套轉動鏡組,並可直接改裝到現有實驗室顯微鏡上的組件。相比 2D 轉 3D 方案巨大的拍攝、運算量,它只需進行一次拍攝即可獲得 3D 影像,速度差不多快了 100 倍。

值得一提的是,這項新技術的誕生存在一定的偶然性。研究者是在為光片顯微鏡拍攝的照片進行偏差消除時發現,當自己使用錯誤的糾偏量時,圖像會出現轉動的情況。「那就是靈光乍現的一刻。」助教 Reto Fiolka 這麼說道,「我們意識到這個發現已經不再單純只能被應用到消除偏差上,它在別的顯微鏡應用上應該也能發揮作用。」

透過改裝後的顯微鏡,團隊成功拍到了培養皿中鈣離子在神經細胞間傳導訊號的影像,同時他們還對斑馬魚胚胎的循環系統進行了觀察,並捕捉到了運動中的癌細胞和跳動的斑馬魚心臟。而在適用器材方面,研究者亦成功對光片照明顯微鏡和轉盤式共聚焦顯微鏡進行了改裝。

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