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动态大视场光子谐振吸收显微镜，用于核酸和蛋白质生物标志物的超灵敏数字分辨率检测
在本文中，我们描述了一种基于我们之前开发的光子谐振吸收显微镜 (PRAM) 的生物传感仪器，该仪器结合了自动对焦、金纳米粒子 (AuNP) 积累的数字表示以及收集 AuNP 附着和脱离光子晶体 (PC) 表面的时间序列图像序列的能力。这些组合功能用于在生物分子分析过程中完全自动化 PRAM 图像收集，从而能够平铺 PRAM 图像以提供毫米级视野。该仪器还可以收集 PRAM“电影”，从而实现数字展示和动态计数 AuNP 到达和离开 PC 表面时的情况。我们在两种生物分子分析中利用这些功能来检测传统 AuNP 标记夹层格式的蛋白质生物标志物。利用测定过程中 AuNP 附着和分离事件的动态计数，我们提出了一种 10 分钟、室温、无酶方法检测低至 1 aM 的 microRNA-375 (miRNA- 375) 的方法，同时揭示了生物分子相互作用的结合率和解离率的特征。我们的仪器可能在多路复用即时诊断测试中得到广泛应用，并可作为以单分子分辨率定量表征生物分子结合动力学的通用工具。
多铜氧化酶漆酶的定向进化用于细胞表面邻近标记和电子显微镜
氧化芳香族底物的酶已在一系列基于细胞的技术中显示出效用，包括活细胞邻近标记 (PL) 和电子显微镜 (EM)，但也存在一些缺点，例如需要有毒的 H 2 O 2 。在这里，我们探索了漆酶作为哺乳动物细胞中 PL 和 EM 的一种新型酶类。LaccID 是通过 11 轮定向进化从祖先真菌漆酶产生的，它使用 O 2 而不是有毒的 H 2 O 2 催化多种芳香族底物的单电子氧化，并且对活细胞和固定细胞的表面质膜均表现出活性选择性。我们表明，LaccID 可与基于质谱的蛋白质组学一起使用，以绘制通过抗原特异性 T 细胞受体与肿瘤细胞结合的 T 细胞不断变化的表面组成。此外，我们使用 LaccID 作为可遗传编码的标签，用于在哺乳动物细胞培养物和苍蝇大脑中通过 EM 可视化细胞表面特征。我们的研究为未来基于细胞的 LaccID 应用铺平了道路。
数字全息显微镜应用于3D计算机微型...
摘要。深度神经网络（DNN）越来越多地在应用科学的各种领域中使用，尤其是在计算机视觉和图像处理等领域，它们可以增强仪器的性能。各种高级相干成像技术，包括数字全息图，利用卷积神经网络（CNN）或视觉变压器（VIT）等不同的深层体系结构。这些体系结构能够提取不同的指标，例如自动关联重建距离或3D位置确定，促进自动显微镜和相位图像恢复中的应用。在这项工作中，我们提出了一种使用Gedankennet模型的改编版本的混合方法，并与UNET样模型相结合，目的是访问Micro-Objects 3D姿势测量。这些网络在模拟全息数据集上进行了培训。我们的方法在推断3D姿势时达到了98％的精度。我们表明，Gedankennet可以用作回归工具，并且比微小的（TVIT）模型更快。总体而言，将深层神经网络整合到数字全息显微镜中和3D计算机微视频中，有望显着提高全息图的稳健性和处理速度，以精确的3D位置推理和控制，尤其是在微型机器人应用中。
皮肤：多任务循环生成的对抗网络，用于无监督的自动细胞识别，这是在体内反射率的共聚焦显微镜上i
方法：在RCM图像上自动定位的表皮细胞（称为角质形成细胞）进行了两次尝试：第一个基于旋转符号误差函数掩码，第二个基于细胞形态特征。在这里，我们提出了一个双任务网络，以自动识别RCM图像上的角质形成细胞。每个任务都由一个周期生成的对抗网络组成。第一个任务旨在将真实的RCM图像转换为二进制图像，从而学习RCM图像的噪声和纹理模型，而第二个任务将Gabor滤波的RCM图像映射到二进制图像中，学习在RCM图像上可见的表皮结构。这两个任务的组合允许一个任务限制另一个任务的解决方案空间，从而改善了总体结果。我们通过应用预先训练的Stardist算法来检测恒星凸形形状，从而完善细胞识别，从而关闭任何不完整的膜并分离相邻的细胞。
低温扫描探针显微镜（LTSPM）博士/博士后职位
• Sessi 等人，拓扑手性半金属 PdGa 两种对映体中手性相关的准粒子干涉。自然通讯 11 ，3507 (2020) https://doi.org/10.1038/s41467-020-17261-x • Zhang 等人，拓扑超导异质结构中的竞争能级。纳米快报 21 ，2758-2765，(2021)。https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04648 • Chang 等人，SnTe/PbTe 单层横向异质结构中的涡旋取向铁电畴。先进材料，33 ，2102267 (2021)。 https://doi.org/10.1002/adma.202102267 • Küster 等人，将约瑟夫森超电流和 Shiba 态与非常规耦合到超导体的量子自旋关联起来。《自然通讯》12，1108 (2021)。https://doi.org/10.1038/s41467-021-21347-5 • Küster 等人，与超导凝聚态耦合的局部自旋之间的长距离和高度可调相互作用。《自然通讯》12，6722 (2021)。https://doi.org/10.1038/s41467-021-26802-x • Brinker 等人，原子制作的量子磁体的异常激发。《科学进展》8，eabi7291 (2022)。 DOI:10.1126/sciadv.abi7291 • Küster 等人，稀疏自旋链中的非马约拉纳模式接近超导体。美国国家科学院院刊 119，e2210589119 (2022)。https://doi.org/10.1073/pnas.2210589119 • Soldini 等人，二维 Shiba 晶格作为晶体拓扑超导的可能平台。自然物理学 19，1848–1854 (2023)。https://doi.org/10.1038/s41567-023-02104-5 • Wagner 等人，Designer-Supraleiter nehmen Form an。物理学家时代 (2024) https://doi.org/10.1002/piuz.202401701
基于计算的时间分辨多光谱荧光显微镜
多光谱成像和时间分辨成像是荧光显微镜中的两个常见采集方案，它们的组合可能有益于提高特异性。数据集（时空，时间和光谱）的多维性引入了一些挑战，例如获取大数据集和较长的测量时间。在这项工作中，我们提出了一个时间分辨的多光谱荧光显微镜系统，其测量时间短，通过基于单像素摄像机（SPC）方案利用压缩感（CS）来实现。带有高分辨率摄像头的数据融合（DF）使我们能够解决典型的SPC的低空间分辨率问题。集成了硬件和算法的SPC，CS和DF的联合使用代表了一个计算成像框架，以减少在保留信息内容的同时减少测量的数量。这种方法已被利用以演示缩放功能而无需移动光学系统。我们在空间，光谱和时间特性方面描述和表征系统，以及对细胞样品的验证。
小鼠人类遗传变异的计算建模
摘要：大脑细胞网络的信息处理能力取决于神经元及其分子和功能特征之间的物理布线模式。映射神经元并解决其单个突触连接可以通过在纳米级分辨率下以密集的细胞标记在纳米级分辨率下实现。光学显微镜独特地定位于可视化特定的分子，但是由于分辨率，对比度和体积成像能力的限制，光学显微镜的密集，突触级的电路重建已经无法触及。在这里，我们开发了基于光微镜的连接组学（LICONN）。我们将专门设计的水凝胶嵌入和扩展与基于深度学习的分割和连通性分析进行了整合，从而将分子信息直接纳入突触级脑组织重建中。liconn将允许以易于采用的方式在生物学实验中进行突触级的脑组织表型。
飞行时间解析的刺激拉曼散射显微镜使用反向传播的Ultraslow Bessel Light Bullets Generation
摘要我们提出了一种新颖的旋转时间分辨出贝塞尔轻弹刺激的拉曼散射（B 2 -SRS）显微镜，用于更深的组织3D化学成像，而无需机械Z扫描。为完成任务，我们想到了一种独特的方法，可以通过在样品中生成反式泵和stoke bessel轻子弹来实现光学切片，在该泵中，Bessel Light Bullets的组速度是Ultraslow的组速度（例如VG≈0.1C），并通过引入Anglable Angemable Plights spationd spations spationgions spat-spationd。我们从理论上分析了共线多色Bessel Light Bullet Bullet Generations和速度控制的工作原理，并使用相对的SRS 3D深组织成像的相对时间分辨出的检测。我们还构建了B 2 -SRS成像系统，并在各种样品中使用Bessel Light子弹进行了B 2 -SRS显微镜的第一个演示，用于3D化学成像（例如，聚合物珠幻像（，是春季洋葱组织和猪脑脑），具有高分辨率的聚合物珠幻象，具有生物样品）。与常规的SRS显微镜相比，B 2 -SRS技术在猪脑组织的成像深度上提供了> 2倍的改善。使用B 2 -SRS中开发的反式超声贝塞尔轻子弹在组织中的光学切片方法是通用且易于执行的，并且很容易扩展到其他非线性光学成像模式，以推动在生物医学和生物医学系统和超越生物学和生物医学系统中促进3D显微镜成像。
2024磁显微镜技术的路线图及其在材料科学中的应用
D V Christensen 1 , ∗ , A Staub 2 , T R Devidas 3 , B Calisky 3 , K C C C C C C Cus 4 , 5 , J Webb 6 6 6 , ，K Wagner 7，P Malletinsky 7，SAR 9，C R DU 10，A Yacoby 11，D Collomb 12，S弯曲13 ms，有15，v nei 16，H W Schumacher 17，Sievers 17，H Saito 18，一个echler 21，C L Degen 21，J McCord 22，23，M Vogel 22，23，M Fie 24，P Fischer 2，s s thei 29，c donnelly 30，31，fbüttner32，33或34，w hu 35，s zayko 36，s eisebitt 37，38，38 pfau 37，r free 39，m关闭39，f s yasin 40，b j mcmorran 41，滑雪42，x yur 40，a lubk 16，43，43，16 ，n pryds 1，d makarov
扫描二维材料的电化学探针显微镜研究
二维（2D）材料中的摘要研究兴趣由于其独特而引人入胜的特性而导致了指数增长。高度裸露的晶格平面以及2D材料的可调电子状态在设计新平台上为能量转换和传感应用的新平台创造了流动机会。仍然，理解这些材料的电化学（EC）特征的挑战是源于固有和外在异质性的复杂性，这些异质性可能会掩盖结构 - 活性相关性。扫描EC探针显微镜调查在揭示纳米级级别的局部EC重新激素方面提供了独特的好处，而纳米级级别则无法使用宏观方法。本综述总结了应用扫描EC显微镜（SECM）和扫描EC细胞显微镜（SECCM）的最新进展，以获得对2D电极基本面的独特见解。我们展示了EC显微镜在解决缺陷，厚度，环境，应变，相位，堆叠和许多其他方面的功能，以及代表性2D材料及其衍生物及其衍生物的光电化学。对扫描EC探针显微镜调查的优势，挑战和未来机会的观点进行了讨论。