Художественная иллюстрация работы технологии. Изображение: Shian Zhang, East China Normal University
Китайские физики представили технологию, с помощью которой можно наблюдать за микроскопическими явлениями с частотой 1200 кадров в секунду и пространственным разрешением 100 нм. Временная компрессионная микроскопия со сверхвысоким разрешением разрешает противоречие между скоростью съемки и детализацией, пишет «Хайтек».
Дифракция света накладывает ограничение на пространственное разрешение оптической микроскопии, что затрудняет исследование более тонких структур. Для решения этой проблемы исследователи разработали множество альтернативных способов съемки, которые позволяют изучать объекты в наномасштабах, но все они снижают скорость съемки.
Новая технология объединяет улучшенную временную компрессионную микроскопию с реконструкцией изображений сверхвысокого разрешения на основе глубокого обучения. Чтобы повысить скорость съемки, исследователи используют реконструкцию нескольких изображений из одного сжатого снимка.
Разработанный алгоритм использует оценку движения, оценку слияния, коррекцию сцены и обработку со сверхвысоким разрешением для извлечения последовательности изображений со сверхвысоким разрешением из исходных снимков.
Для демонстрации работы технологии исследователи визуализировали поток флуоресцентных шариков в микроканале. После реконструкции они получили серию снимков, сделанных с частотой 1200 кадров в секунду и пространственным разрешением 100 нм.
"Эта работа представляет собой мощный инструмент для наблюдения за высокоскоростной динамикой тонких структур, особенно в гидромеханике и биомедицине, например, для измерения скорости микропотока, изучения взаимодействия органелл, внутриклеточного транспорта и нейронной динамики", - поясняет Шиан Чжан, соавтор исследования из Восточно-Китайского педагогического университета.
