荧光显微镜是细胞生物学1 - 3中普遍存在的表征技术。活细胞的荧光标记不仅可以专门突出生物分子,细胞器或细胞室,还可以绘制物理化学量,例如离子浓度,动作电位,pH,pH,分子方向等。在过去的二十年中,荧光显微镜经历了深刻的改进,并开发了许多变体,从而在空间分辨率,速度,信号噪声比率,特异性,标记技术和3D成像方面推动了成像的极限。然而,荧光显微镜受到限制。它本质上仍然是侵入性的,因为它需要用分子染料或蛋白质4将样品标记。此外,由于荧光标签的光漂白和光吸毒性,无法任意长时间进行实时观察。最后,荧光分子并不总是忠实地标记它们应该的内容,而伪影有时会发生5。定量相显微镜(QPM)是另一个专门针对细胞生物学领域6、7的成像技术家族。与荧光显微镜不同,QPM技术不含标签且非特异性。它们仅对样品的折射率敏感。他们的主要好处是与明亮的场显微镜相比,提供更好的对比度。由于QPM不含标签,因此它们不会遭受与荧光显微镜相关的上述缺陷。但是,QPM本质上不是特定的。此外,生物学介质的折射率和质量密度之间存在的密切关系为QPM提供了QPM的独特能力,可以测量和映射培养物中细胞的质量,从而实现细胞生长的定量监测,以及在第8-11级的亚细胞级别的质量转运。尤其没有任何分子探针的光漂白,并且如果使用红色或红外照明,可以取消光毒性,以非侵入性的方式使图像获取为任意长时间的习得12。一个人无法选择细胞的功能来突出显示,尽管最近一些涉及机器学习的作品试图提高此限制13,14。荧光显微镜和QPM因此以互补方法的形式出现,并将它们结合起来提供多种好处。OPD图像显示的细节在荧光图像中无法看到,反之亦然。OPD揭示了细胞中的所有内容,尤其是细胞的部分未荧光标记的部分。例如,它可以清楚地突出片状膜,核,囊泡或线粒体。相反,荧光受特异性受益,因为它仅突出显示细胞中标记的物体,尤其是对比度太低的对象,无法在OPD图像上看到。然而,荧光显微镜和QPM很少相关。然而,将荧光显微镜与QPM技术偶联至少具有三个重要应用:(i)它将提供生物分子或细胞器的空间分布(例如微管,肌动蛋白,线粒体等)或物理化学参数与细胞的总体形态相关,并具有出色的对比度,包括细胞的微弱部分,例如层状脂肪膜。我们设想重要的应用,例如在细胞内贩运研究中;
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