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千帧每秒显微成像开辟观察生命动态新路径 | 前沿动态

在生物和物理研究中，很多重要现象都发生在毫秒，甚至更短的时间尺度，例如，细菌鞭毛的摆动、微小颗粒在流体中的瞬时扩散。但传统光学显微镜往往难以在如此快的节奏下捕捉三维结构的变化。2025年8月13日，美国研究人员在Science Advances发表论文，提出了

在复杂生物组织中，现有超分辨成像技术如STED、SIM和SMLM等均面临散射干扰、照明畸变和信噪比下降等问题，导致图像质量受限。图像扫描显微镜(ISM)虽在共聚焦基础上通过像素重分配和反卷积提高了分辨率，但其在深层组织中的应用仍受限于背景噪声和成像保真度不足。

Chen等人提出了一种精确且计算效率高的三维散射模型——多层玻恩(MLB)模型，并用它来重建厚生物样本的三维折射率(RI)。对于重建厚样本的复场这类逆问题，弱散射模型可能会失败或错估折射率，尤其是在折射率对比度较大的情况下。多切片(MS)光束传播方法通过建模多

在生命科学的微观战场上，科学家们始终面临双重挑战：既要看清纳米尺度的结构细节，又要捕捉分子动态的瞬息变化。传统光学显微镜受限于衍射极限，空间分辨率止步于200纳米，而常规荧光成像仅依赖强度或光谱信息，难以解析分子微环境的动态异质性。STED（受激发射损耗显微术

大体积快速光声显微镜（PAM）因其能够提供肿瘤病理学与神经免疫微环境的高分辨率结构和功能信息，在生物医学领域受到广泛关注。无衍射光束（如艾里光束）可扩展成像景深（DoF），而基于深度学习的稀疏重建技术则能实现快速成像。然而，艾里光束的旁瓣伪影问题，以及如何同时

复杂的生物过程在细胞、组织的三维空间中时刻维持着精密有序的运转，维系生命活动的基本功能。光片显微镜(LSM)作为当前最适宜进行多细胞、大体积样本三维成像的模态，通过使用两个光轴垂直的物镜分别进行片状激发和宽场探测，提升显微镜光学层切能力的同时显著降低了三维成像

复杂的生物过程在细胞、组织的三维空间中时刻维持着精密有序的运转，维系生命活动的基本功能。光片显微镜（LSM）作为当前最适宜进行多细胞、大体积样本三维成像的模态，通过使用两个光轴垂直的物镜分别进行片状激发和宽场探测，提升显微镜光学层切能力的同时显著降低了三维成像