双向定量散射显微技术
光学
2025-03-20 v1
摘要
定量相位显微技术（QPM）和干涉散射（iSCAT）显微技术是两种强大的无标签成像技术，广泛应用于生物医学领域。然而，每种方法都存在各自的局限性：QPM测量前向散射（FS），在成像微尺度结构方面表现出色，但在处理快速移动的纳米尺度物体时却力不从众；而iSCAT基于后向散射（BS），对纳米尺度动态过程高度敏感，但缺乏对微尺度结构进行综合成像的能力。本文介绍了双向定量散射显微技术（BiQSM），这是一种创新的方法，集成了FS和BS检测，采用偏轴数字全息显微技术，结合双向照明和空间频率复用。BiQSM实现了时空一致性，动态范围比QPM宽14倍，能够同时成像纳米尺度和微尺度细胞组分。我们演示了BiQSM揭示细胞内部结构时空行为的能力，通过FS-BS相关分析可获得关于蛋白质、脂质和膜的深入见解。凋亡细胞的时间序列成像进一步突显了BiQSM作为监控细胞生命状态（通过结构和运动相关变化）的无标签工具的潜力。通过连接QPM和iSCAT的优势，BiQSM推动了定量细胞成像的发展，为研究动态生物过程开辟了新的研究方向。
引用
@article{arxiv.2503.14818,
title = {Bidirectional quantitative scattering microscopy},
author = {Kohki Horie and Keiichiro Toda and Takuma Nakamura and Takuro Ideguchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.14818},
year = {2025}
}