超分辨率顯微鏡
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
超分辨率顯微鏡的實例教程
光學測量＞顯微
任務/系統視圖
亮點
? 顯微鏡系統中光柵的全矢量分析
? 在幾秒鐘內對復雜系統進行快速高性能分析
? 光線追跡和物理光學建模之間的簡單切換
說明：光源
說明：透鏡系統
說明：樣品結構
說明：探測器
結果：3D光線追跡
結果：光線追跡
結果：光線追跡衍射級數
結果：場追跡采樣平面
結果：場追跡焦平面
結果：減小光柵周期
隨著光柵周期的減小，光柵結構不能被分辨。
文檔和技術信息
對于通常用于成像生物樣本的探針，z方向(地形)的分辨率約為1 ?，而x、y方向的橫向分辨率約為1 nm，基本上受探針幾何形狀和探針-樣本相互作用力的限制。當對較軟的樣品成像時，由于尖端和柔性蛋白質結構之間的接觸面積增加，橫向分辨率進一步降低。由于這些限制，生物樣品的亞納米橫向分辨率僅被報道為二維(2D)晶體，并被證明是由于周期性尖端卷積效應高估。為了規避這些限制，人們提出了尖端反褶積算法，它可產生銳化的圖像，但也可能引入人工干擾。
定位顯微鏡方法，也被稱為超分辨熒光顯微鏡，如隨機光學重建顯微鏡(STORM)和光激活定位顯微鏡(PALM)，已經提供了對細胞的結構和大分子組裝的細節洞察。通過在多幅圖像中分離和定位高空間精度的激發熒光信號源，可以重建高橫向分辨率的地圖，將由光的衍射極限所設定的~400 nm分辨率限制降低到約20 nm。
在此，研究者受以上熒光定位顯微鏡方法的啟發，開發了LAFM，將定位算法應用于AFM和HS-AFM圖像中形貌特征的空間波動。與X射線結構和分子動力學(MD)模擬的比較表明，這種方法可以揭示埃米范圍內的高分辨率蛋白質表面細節。通過對高速AFM和傳統AFM數據中峰值位置的圖像重建算法，提高了超出尖端半徑限制的分辨率，并在自然和動態條件下對軟蛋白表面的單個氨基酸殘基進行了解析。LAFM可以通過長時間獲得的多個分子圖像或單個分子的多幅圖像計算高分辨率地圖，促進了單分子結構分析。因此，LAFM是一種可應用于任何生物分子AFM數據集的采集后圖像重建的方法。
圖1 LAFM原理。
圖2 AqpZ和A5的LAFM。
圖3 CLC-ec1的HS-AFM成像和LAFM工作流程。
圖4 在中性和酸性pH值下CLC-ec1的構象變化。
展開 摘要
我們通常可以遵循1896年John William Strutt提出的的“瑞利判據”理論來表征顯微鏡的分辨率。 該理論定義了當一個艾里斑的中心與另一個艾里斑的第一個最小值重疊時，它們就可以被分辨。 在此示例中，我們遵循Rayleigh的理論，并檢查了具有不同數值孔徑（NA）值的顯微鏡物鏡的分辨率。
建模任務
真實物鏡評估
通過Debye-Wolf積分評估理想鏡頭
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion工作流程
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?從Zemax導入光學系統 [用例]
?分析真實鏡頭系統的成像性能
?分析高NA物鏡的聚焦 [用例]
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?Debey-Wolf積分計算器 [用例]
VirtualLab Fusion技術
文件信息
更多閱覽
- Analyzing High-NA Objective Lens Focusing
- Debye-Wolf Integral Calculator
- Investigation of Idealized Vectorial Focusing Situation Using Debye-Wolf Integral
展開 我們通常可以遵循1896年John William Strutt提出的的“瑞利判據”理論來表征顯微鏡的分辨率。 該理論定義了當一個艾里斑的中心與另一個艾里斑的第一個最小值重疊時，它們就可以被分辨。 在此示例中，我們遵循Rayleigh的理論，并檢查了具有不同數值孔徑（NA）值的顯微鏡物鏡的分辨率。
摘要
共聚焦顯微鏡作為一種高精度的成像技術，為這些領域提供了強大的工具。
共聚焦顯微鏡成像原理
共聚焦顯微鏡的成像原理基于激光掃描和光學切片技術。通過使用光源，顯微鏡能夠對樣品進行逐點掃描，并通過共軛孔徑系統排除非焦平面的光，從而實現高分辨率的二維圖像。此外，通過逐層掃描，共聚焦顯微鏡還能夠構建樣品的三維形貌。
功能介紹
共聚焦顯微鏡在材料測量領域的主要功能包括：
1、表面粗糙度分析：測量材料表面的微觀結構和粗糙度。
2、層厚和深度測量：對多層材料系統中各層的厚度進行精確測量。
3、缺陷檢測：識別材料中的微觀缺陷，如裂紋、孔洞等。
4、三維形貌重建：構建材料表面的三維圖像，為材料特性分析提供更多維度的信息。
分辨率
共聚焦顯微鏡的分辨率是其核心優勢之一。橫向分辨率可達到亞微米級別，而軸向分辨率則更高，通常在納米級別。這種高分辨率使得共聚焦顯微鏡能夠捕捉到材料表面的微小變化和細節，清晰地展示微小物體的圖像形態細節，顯示出精細的細節圖像。它更擅長微納級粗糙輪廓的檢測。
優勢
1. 高精度測量：提供微米甚至納米級別的測量精度，滿足精密測量的需求。
2. 無損檢測：允許在不損傷樣品的情況下進行測量，適用于貴重或敏感材料。
3. 多尺度分析：能夠同時觀察材料的宏觀和微觀結構，提供全面的分析視角。
4. 實時成像：快速獲取材料表面的實時圖像，便于動態分析和過程監控。
5. 軟件支持：配備專業軟件，便于數據的采集、處理和分析，提高工作效率。
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超分辨率顯微鏡的最新內容
超分辨率顯微鏡——光學系統，可以達到超過眾所周知的阿貝衍射極限——已經有了廣泛的用途，因為獲得最大可能的分辨率是該領域的關鍵目標之一。實現這一目標的一種方法是受激發射損耗（STED）的概念。在這里，熒光樣品由兩個激光照射，其中一個由相位板塑造成甜甜圈模式。通過化學過程，樣品重新發出的光將只來自甜甜圈模式的中心點，這可以配置為比經典的焦點小得多，從而提高了圖像的分辨率。
通常可以采用瑞利判據理論表征顯微鏡的分辨率，瑞利判據是1896年由第三代瑞利男爵約翰·威廉·斯特拉特(John William Strutt)提出的。該理論認為，當一個艾里圖樣的中心與另一個艾里圖樣的第一個最小值重疊時，就可以分辨它們。在這個例子中，我們根據瑞利的理論，檢驗不同數值孔徑(NA)顯微物鏡的分辨率。
摘要
用瑞利準則研究顯微鏡物鏡的分辨率8個月前
我們通常可以遵循1896年John William Strutt提出的的“瑞利判據”理論來表征顯微鏡的分辨率。 該理論定義了當一個艾里斑的中心與另一個艾里斑的第一個最小值重疊時，它們就可以被分辨。 在此示例中，我們遵循Rayleigh的理論，并檢查了具有不同數值孔徑（NA）值的顯微鏡物鏡的分辨率。
摘要
摘要
我們通常可以遵循1896年John William Strutt提出的的“瑞利判據”理論來表征顯微鏡的分辨率。 該理論定義了當一個艾里斑的中心與另一個艾里斑的第一個最小值重疊時，它們就可以被分辨。 在此示例中，我們遵循Rayleigh的理論，并檢查了具有不同數值孔徑（NA）值的顯微鏡物鏡的分辨率。
建模任務
真實物鏡評估
在超分辨率顯微鏡中，傅里葉環相關[1]用于評估分辨率。在衍射極限顯微鏡中，分辨率是用瑞利或斯派羅準則估算的[2]。在實踐中，這些系統的分辨率也可以用微粒測量，微粒選擇明顯小于預期分辨率，選定上述標準之一。這些微粒充當形成 PSF 的點發源，其尺寸給出了圖像分辨率的估計值，同樣，該尺寸根據其定義而變化。
光學測量＞顯微
任務/系統視圖
亮點
?顯微鏡系統中光柵的全矢量分析
?在幾秒鐘內對復雜系統進行快速高性能分析
?光線追跡和物理光學建模之間的簡單切換
說明：光源
說明：透鏡系統
說明：樣品結構
說明：探測器
在材料科學和精密工程領域，對微觀結構的精確測量和分析至關重要。共聚焦顯微鏡作為一種高精度的成像技術，為這些領域提供了強大的工具。
共聚焦顯微鏡成像原理
共聚焦顯微鏡的成像原理基于激光掃描和光學切片技術。通過使用光源，顯微鏡能夠對樣品進行逐點掃描，并通過共軛孔徑系統排除非焦平面的光，從而實現高分辨率的二維圖像。此外，通過逐層掃描，共聚焦顯微鏡還能夠構建樣品的三維形貌
摘要
通常可以采用瑞利判據理論表征顯微鏡的分辨率，瑞利判據是1896年由第三代瑞利男爵約翰·威廉·斯特拉特(John William Strutt)提出的。該理論認為，當一個艾里圖樣的中心與另一個艾里圖樣的第一個最小值重疊時，就可以分辨它們。在這個例子中，我們根據瑞利的理論，檢驗不同數值孔徑(NA)顯微物鏡的分辨率。
建模任務
真實物鏡的評估
在超分辨率顯微鏡中，傅里葉環相關[1]用于評估分辨率。在衍射極限顯微鏡中，分辨率是用瑞利或斯派羅準則估算的[2]。在實踐中，這些系統的分辨率也可以用微粒測量，微粒選擇明顯小于預期分辨率，選定上述標準之一。這些微粒充當形成 PSF 的點發源，其尺寸給出了圖像分辨率的估計值，同樣，該尺寸根據其定義而變化。
摘要
通常可以采用瑞利判據理論表征顯微鏡的分辨率，瑞利判據是1896年由第三代瑞利男爵約翰·威廉·斯特拉特(John William Strutt)提出的。該理論認為，當一個艾里圖樣的中心與另一個艾里圖樣的第一個最小值重疊時，就可以分辨它們。在這個例子中，我們根據瑞利的理論，檢驗不同數值孔徑(NA)顯微物鏡的分辨率。
建模任務
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