基于标准相机的低剂量深紫外光无透镜全息显微技术
光学
2025-11-27 v1 应用物理
摘要
深紫外光（DUV）显微技术可通过利用核酸、蛋白质和脂质的固有吸收特性，提供无标签的生物化学对比，从而补充基于相位敏感成像的结构光学厚度对比。然而，现有的DUV显微仪器通常依赖专用光学组件和DUV敏感相机，这限制了视野范围，增加了系统复杂度和成本，并且常常需要高剂量照射，增加光毒性风险。本文报道了一种低剂量的DUV无透镜全息显微平台，该平台使用标准板载CMOS传感器（设计用于可见光），消除所有成像光学组件和专用DUV探测器。该系统实现了最大116 mm²视野的DUV成像，照射量低，提供无标签的相位和生物化学特异的�幅对比。一种特殊的非焦差/波长多样性像素超分辨率重建方法结合总变异正则化和鲁棒自动对焦，将有效传感器像素阵列尺寸减半，实现最高870 nm的横向分辨率。我们在包括 Saccharomyces cerevisiae、外泌体和未染色小鼠肝组织在内的具有挑战性的样本上演示了生物化学特异的无标签生物成像。在肝组织切片中，使用λ = 330 nm的成像揭示了与Oil Red O染色共定位的脂质和视黄醇富集区域，从而实现了无标签的肝脏细胞内脏（Ito）细胞鉴定。该技术组合的低剂量运行、生物化学特异对比以及标准CMOS硬件，为无需外源标签的高内容亚微米分辨率整片幅面无标签生物成像提供了实用且可扩展的途径。
引用
@article{arxiv.2511.21311,
title = {Low-dose Chemically Specific Bioimaging via Deep-UV Lensless Holographic Microscopy on a Standard Camera},
author = {Piotr Arcab and Mikolaj Rogalski and Karolina Niedziela and Anna Chwastowicz and Emilia Wdowiak and Julia Dudek and Julianna Winnik and Pawel Matryba and Jolanta Mierzejewska and Malgorzata Lenarcik and Ewa Stepien and Piotr Zdankowski and Grzegorz Szewczyk and Maciej Trusiak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.21311},
year = {2025}
}