快照计算断层显微镜成像光谱仪及其视频级追踪混合藻类中有毒的Microcystis aeruginosa细胞
Shuo Li1, Yifan Si2, Anqi Yang3
1Centre for Optical and Electromagnetic Research, College of Optical Science and Engineering, Zhejiang Provincial Key Laboratory for Sensing Technologies, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China; Taizhou Hospital, Zhejiang University, Taizhou 317000, China; Interdisciplinary Student Training Platform for Marine areas, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China.
Spectrochimica acta. Part A, Molecular and biomolecular spectroscopy
|September 27, 2024
概括
本研究介绍了用于动态光谱成像的快速快照计算断层显微镜成像光谱仪 (CTMIS). 在CTMIS系统允许快速,高分辨率的光谱分析和精确的藻类识别环境监测.
科学领域:
- 显微镜的使用方法
- 频谱学是一种光谱学.
- 图像技术技术的成像技术
背景情况:
- 传统的显微镜光谱成像受限于缓慢的扫描时间.
- 动态光谱成像需要更快的采集方法.
研究的目的:
- 为快速光谱成像开发一个快照计算断层显微成像光谱仪 (CTMIS).
- 为了实时监测和早期警告有害藻类.
主要方法:
- 开发了一种CTMIS系统,使用二维格子来实现零度和一级的分散衍射.
- 使用CTMIS-UNET重建算法生成光谱立方体.
- 使用UNET-SI26藻类识别网络进行细胞识别和计数.
主要成果:
- 实现了小于4μm的空间分辨率和比10nm (450-700nm) 更好的光谱分辨率.
- 已证明高光谱精度 (共因相似度> 0.9989).
- 捕捉了10毫秒曝光时间的光谱成像视频,实现了>95%的像素级识别和>85%的藻类细胞计数精度.
结论:
- CTMIS系统为实时显微镜光谱成像提供了一种高效准确的方法.
- 该系统能够在细胞水平上精确识别和跟踪藻类物种.
- 这项技术对于环境监测和早期检测有害藻类繁殖非常有价值.
