基于反射矩阵显微镜的无标签亚细胞 3D 成像：用于卵子和胚胎

非侵入性的形态学评估是卵子和胚胎筛选的基石，但临床实践仍受限于二维、定性显微镜。虽然三维（3D）荧光成像提供了细胞层面的洞见，但其固有的光毒性限制了日常临床应用。相反，现有的无标签模态未能在厚样本中解析亚细胞结构，due to 两个物理障碍：大尺度的折射率异质性（如卵子周围的卵黄细胞），导致严重的像差；以及小尺度的波动（主要来自细胞质脂肪），产生多散射的“雾”。为克服这些深度和分辨率限制，我们报道了一种超快速的反射矩阵成像（RMI）平台。通过在多个波长下捕获平面波照明的后向散射电磁场，我们记录了多光谱反射矩阵。从该矩阵中，我们利用数字自适应聚焦算法来计算补偿样本引起的像差，同时重新对齐前向多散射轨迹与单散射贡献。这种方法实现了对卵子和胚胎的无标签 3D 可视化，实现了整个样本体积中 300 nm 级别的前所未有的亚细胞分辨率。我们演示了可靠识别卵垢囊和核状态的能力，这些在传统光学仪器尚未可及的阶段，包括通过浓密的卵黄细胞成像。我们的方法为所有前着床阶段的客观评分提供了强大的非侵入性工具，可能变革临床 IVF 中的决策。