第三十一卷 第九期 - 2019年五月三十一日 PDF
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三維快速多光子顯微術系統與適應性光學應用
國立成功大學機械工程學系
 
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【108年科技部年輕學者養成計畫】得獎人專刊

光子激發螢光顯微術能提供良好之空間解析之激發能力,並可重建樣品之三維螢光影像[1],如圖1(a)顯示其重建後之魚腸樣品三維影像,圖1(b)為小鼠皮膚組織血管內血球之影像。然而在活體生物影像探測中,取像速度與實際有效探測深度的不足使其在活體生物探測應用上有所侷限。計劃研究上欲以先進時域聚焦多光子顯微系統為基礎,搭配掃描器與光學色散調變技術實現快速三維多光子掃描體積成像系統,並基於FPGA主控制器來精準同步與觸發整體掃描與取像機制,可快速探測與重建活體生物之動態結構之變化;而為了解決有效探測深度之限制,欲整合適應性光學系統並藉由FPGA即時運算實現快速的影像分析與閉迴路控制器,以補償光學色散以及像差等干擾提升整體多光子激發效率並提升雙光子螢光影像對比度與解析度,藉此提升在生物組織中可探測之有效深度[2,3]
圖1、三維重建多光子激發螢光影像:(a) 虱目魚腸自體螢光影像;(b) 小鼠皮膚組織(eosin染色)螢光影像。

參考文獻:
  1. C.-Y. Chang, C.-H. Lin, C.-Y. Lin, Y.-D. Sie, Y. Y. Hu, S.-F. Tsai, and S.-J. Chen, “Temporal focusing-based widefield multiphoton microscopy with spatially modulated illumination for biotissue imaging,” J. Biophotonics 11(1), e201600287 (2018).
  2. C.-Y. Chang, L.-C. Cheng, H.-W. Su, Y. Y. Hu, K.-C. Cho, W.-C. Yen, C. Xu, C. Y. Dong, and S.-J. Chen, “Wavefront sensorless adaptive optics temporal focusing-based multiphoton microscopy,” Biomed. Opt. Express 5(6), 1768–1777 (2014).
  3. C.-Y. Chang, B.-T. Ke, H.-W. Su, W.-C. Yen, and S.-J. Chen, “Easily implementable field programmable gate array-based adaptive optics system with state-space multichannel control,” Rev. Sci. Instrum. 84(9), 095112 (2013).
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