Imagens volumétricas ópticas de pixel único por iluminação tridimensional de campo de luz

A imagem tridimensional de pixel único (3D SPI) tornou-se uma modalidade de imagem atraente tanto para pesquisa biomédica quanto para sensoriamento óptico. As técnicas de 3D-SPI geralmente dependem do princípio de tempo de voo ou estereovisão para extrair informações de profundidade da luz retroespalhada. No entanto, as implementações existentes para esses dois esquemas ópticos são limitadas ao mapeamento de superfície de objetos 3D a resoluções de profundidade, no melhor dos casos, ao nível milimétrico. Aqui, reportamos a microssopia de pixel único com iluminação de campo de luz tridimensional (3D-LFI-SPM) que possibilita a imagem volumétrica de objetos microscópicos com uma resolução óptica 3D próximo do limite da difração. Voltada para a reconstrução do espaço 3D, a 3D-LFI-SPM amostras opticamente o espectro de Fourier 3D, combinando iluminação de campo de luz estruturado em 3D com detecção de intensidade de elemento único. Construímos um protótipo de 3D-LFI-SPM que fornece um volume de imagem de ∼390 × 390 × 3.800 μm³ e alcança resolução lateral de 2,7 μm e resolução axial melhor que 37 μm. Sua capacidade de visualização 3D de contraste de absorção óptica sem marcador é demonstrada pela imagem de células algais únicas in vivo. Nossa abordagem abre amplas perspectivas para 3D SPI com aplicações potenciais em vários campos, como imagem funcional biomédica.