高速in vitro強度回折トモグラフィー

我々は、環状照明（aIDT）を利用したラベルフリー、スキャンフリーの強度回折トモグラフィー技術を実証し、大容量の三次元（3-D）屈折率分布を迅速に特徴付けることを示します。照明幾何学を顕微鏡の瞳孔に最適に合わせることで、この技術はデータ要件を60倍削減し、高速10Hzのボリュームレートを実現します。八つの強度画像を用いることで、350 m、100 m、20 mのボリュームを回復し、487 nmのほぼ回折限界の横方向解像度と3.4 mの軸方向解像度を達成します。得られた大ボリュームレートと高解像度により、複雑な生体試料の三次元定量位相イメージングが可能になります。aIDTの能力を単細胞の珪藻微細藻類、自然の細菌を含む上皮口腔細胞のクラスター、そして生きたショウジョウバエ C. elegans 標本において示します。これらの試料内で、マクロスケールの細胞構造、細胞小器官、および動的微生物組織を最小限の動きアーチファクトで回復します。このような特徴の定量化は、がん学、免疫学、細胞病理生理学において重要な利便性があり、病気、寄生虫、新しい薬物治療の存在に伴う変化を評価するためにこれらの形態的特徴が用いられます。最後に、aIDTシステムをシミュレーションし、提案技術の精度と感度を際立たせます。aIDTは、自然なイメージングが試料に対する環境影響をリアルタイムで評価する必要があるアプリケーションにおいて、強力で高速なラベルフリーの計算顕微鏡アプローチとしての可能性を示しています。