HO-DHM-UT01 是一種透射式直立數(shù)字全息顯微鏡，具有平衡的非焦配置，在參考光束和目標(biāo)光束中都使用了無窮遠(yuǎn)校正平面消色差物鏡。該顯微鏡配備了一個共管透鏡，以最小的像差實現(xiàn)非焦距成像配置。索尼制造的 CMOS 傳感器用于記錄全息圖像。DHM 系統(tǒng)使用線性偏振 650nm 二極管激光器進(jìn)行照明。系統(tǒng)中還集成了一個高亮度 LED 照明明視野觀察裝置，可進(jìn)行雙目觀察。由于用戶可能不熟悉相位圖像，因此可先使用 LED 照明按要求聚焦細(xì)胞樣本，然后再使用激光照明記錄相位圖像。

 規(guī)格

DHM 型 ：傳輸，直立式

DHM 配置：平衡、無焦點

測量模式 ：單波長

光源：二極管激光器

光源波長：650 nm

光源功率：5 mW

物鏡物鏡：平面消色差（40 倍，0.65NA）

參考光束顯微鏡物鏡：平面全色（40 倍，0.65NA）

軸向深度剖面精度：≤ 50 nm

橫向分辨率：≤ 1 μm

相機(jī)視場：0.185 x 0.124 mm2

明視野觀測模式

光學(xué)系統(tǒng)：無限校正（200 毫米管狀鏡頭）

觀測方式：光柵

照明：透射

照明系統(tǒng)：高亮度白色 LED，強(qiáng)度可調(diào)

鼻托：三重，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)塔

顯微鏡物鏡：1. 平面消色差 10X，NA 0.25，2 毫米視場角

2. Plan Achromatic 20X，NA 0.40，1 毫米視場角 3.

3. Plan Achromatic 40X，NA 0.65，0.5 毫米視場角

觀察頭：Sidentopf 雙目觀察頭，30o 傾角，48 -75mm IP 調(diào)節(jié)器

目鏡：10 倍寬視場 (FN20)，屈光度可調(diào)，高度散光

調(diào)焦：同軸粗/細(xì)調(diào)焦，精細(xì) 0.2 毫米/旋轉(zhuǎn)

樣品臺：帶樣品架的矩形平臺，XY 行程 - 78 x 54 毫米

樣品臺驅(qū)動：手動，同軸下拉旋鈕

電源：230 伏 50 赫茲

 特點

的單次高分辨率和精確定量成像能力（技術(shù)）。

無需移相，因此無需壓電平臺。

無需對細(xì)胞染色即可進(jìn)行定量相位成像。

全衍射限制分辨率性能。

數(shù)字全息以及透射 LED 明場觀察

應(yīng)用

細(xì)胞動態(tài)定量研究。

各種細(xì)胞類型的成像，包括 SKOV-3 卵巢癌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、睪丸變形蟲、硅藻骨骼和紅細(xì)胞。

紅細(xì)胞在多種變形狀態(tài)下的三維成像和統(tǒng)計。

不同細(xì)胞生理參數(shù)的演變。

在不使用任何造影劑的情況下，對活細(xì)胞進(jìn)行非破壞性分析： 細(xì)胞數(shù)量、匯合、增殖、細(xì)胞死亡、遷移和存活率。

可視化藥物誘導(dǎo)的形態(tài)變化。

染色或未染色/未處理細(xì)胞的可視化。

毒性研究。

診斷糖尿病并評估糖尿病患者的長期血糖控制情況。

解析神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)活動，確定精神疾病的細(xì)胞生物標(biāo)志物。

篩選和診斷材料科學(xué)。

   相機(jī)規(guī)格

傳感器類型 CMOS 彩色

卷簾快門

像素等級 6 百萬像素

分辨率 3088 x 2076 像素

縱橫比 3 : 2

像素尺寸 2.4 μm

模數(shù)轉(zhuǎn)換器 12 位

光學(xué)尺寸 7.41 毫米 x 4.98 毫米

制造商：索尼

增益（主/RGB） 14.5x / 5x

像素時鐘范圍 20 MHz - 474 MHz

幀頻自由運行模式 58.0 幀/秒

幀頻觸發(fā)（連續(xù)） 29.0 幀/秒

幀頻觸發(fā)（最大） 29.0 幀/秒

曝光時間（最小 - 最大） 0.013 毫秒 - 999 毫秒

長時間曝光（最長） 120000 毫秒

接口連接器 USB 3.0

軟件數(shù)字 HM_V01

相位圖像重建 的單次拍攝高分辨率方法

數(shù)字全息顯微鏡是一種新興的成像方式，它能夠?qū)ν该?、未染色、處于最自然狀態(tài)的細(xì)胞進(jìn)行定量相位成像（QPI）。雖然暗視野、相位對比和微分干涉對比等相位敏感成像方法已有幾十年的歷史，但它們無法提供定量相位信息。通過使用干涉成像概念，DHM 可以實現(xiàn)這一點。DHM 系統(tǒng)示意圖如圖 1 所示：

圖 1：基于干涉成像原理的平衡式 DHM 系統(tǒng)示意圖。相位圖像是通過對陣列傳感器記錄的干涉信號進(jìn)行數(shù)字處理而獲得的。

SF : 空間濾波器，BS ： 分光鏡，O：物光束，R：參考光束，MO1 / MO2：顯微鏡物鏡

當(dāng)準(zhǔn)直激光束穿過透明細(xì)胞樣本時，通常很少有光被吸收。然而，由于光束在每個 (x, y) 位置的相位延遲，激光波面會發(fā)生扭曲（見圖 2）。光束穿過樣品后的相位 Φ (x, y) 可描述為

Φ (x,y) = ( 2π / λ ) ∫ dz n (x, y, z)

這里，λ 是所用激光的波長，n (x, y, z) 代表細(xì)胞在 (x, y, z) 處相對于周圍介質(zhì)的相對折射率。顯然，如果細(xì)胞與周圍介質(zhì)之間存在較大的折射率差異，就會檢測到較強(qiáng)的相位信號。如果細(xì)胞的折射率在一個區(qū)域內(nèi)是均勻的，則相位函數(shù)可以近似地與細(xì)胞的高度圖譜相關(guān)聯(lián)，從而得到細(xì)胞的三維透視圖。因此，DHM 不需要使用外部造影劑，而是利用細(xì)胞的自然折射率對比進(jìn)行成像。折射率是一種與化學(xué)成分相關(guān)的屬性，因此，靈敏的相位成像系統(tǒng)在基礎(chǔ)生物科學(xué)和診斷學(xué)領(lǐng)域有多種應(yīng)用。

傅立葉變換法是處理單次干涉成像數(shù)據(jù)的常用方法。但這種方法的空間分辨率較低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于顯微系統(tǒng)所能達(dá)到的衍射極限分辨率。如圖 3所示，本產(chǎn)品中使用的德里國際理工學(xué)院技術(shù)采用了一種新穎的約束優(yōu)化方法來恢復(fù)全分辨率相位圖像。

圖 3：使用數(shù)字全息顯微系統(tǒng)獲得的紅細(xì)胞和患者宮頸細(xì)胞的相位圖像（a）明場圖像，（b）使用傳統(tǒng)傅立葉變換方法重建的相位圖像，（c）使用德里印度理工學(xué)院開發(fā)的新型單次相位成像技術(shù)獲得的高分辨率相位圖像。(b) 和 (c) 中的彩色編碼表示細(xì)胞的相位圖（近似高度圖）。