Lensless dual-color fluorescence imaging device using hybrid filter

ハイブリッドフィルターを用いたレンズレス2色蛍光イメージング装置

引用

Kulmala, N., Sasagawa, K., Treepetchkul, T., Takehara, H., Haruta, M., Tashiro, H., & Ohta, J. (2022). ハイブリッドフィルターを用いたレンズレス2色蛍光イメージングデバイス。 応用物理学会誌、 61 . https://doi.org/10.35848/1347-4065/ac3ef2

キーワード

  • レンズレスイメージング
  • デュアルカラー蛍光イメージング
  • ハイブリッドフィルター
  • 光ファイバープレート（FOP）
  • 励起光除去
  • 自己蛍光
  • 画像処理
  • 蛍光マイクロビーズ

簡単な

クルマラら（2022） ハイブリッドフィルターを使用して緑色と赤色の蛍光成分を観察する、レンズレスの2色蛍光イメージング装置を調査しました。

まとめ

2022年にJapanese Journal of Applied Physicsに掲載されたこの記事では、2色蛍光観察が可能なレンズレスイメージングデバイスの開発について詳しく説明しています。著者のKulmalaらは、干渉フィルター、吸収フィルター、光ファイバープレート（FOP）を組み合わせてハイブリッドフィルターを構築しました。このハイブリッドフィルターは、青と黄色の両方の波長の励起光を効果的に遮断しながら、緑と赤の蛍光を透過します。

主な調査結果:

  • ハイブリッド フィルターは、ロングパス干渉フィルターを FOP の上部に配置し、ノッチ干渉フィルターを下部に配置すると優れたパフォーマンスを発揮し、励起除去パフォーマンスの低下を効果的に最小限に抑えます。
  • 吸収フィルターの構成も重要であることが判明し、励起光を最適に吸収するために黄色 (VY1108) フィルターと青色 (FDG-007) フィルターが FOP の下に配置されました。
  • 緑と赤の蛍光ビーズを使用したテストでは、特に緑と赤のチャンネルを分離する画像処理技術の助けを借りて、デバイスが 2 つの色を区別できることが実証されました。

制限事項:

  • FOP を介した光の散乱により、干渉フィルターの全体的なパフォーマンスが低下する可能性があります。
  • カラー画像センサーの赤に対する感度は緑に対する感度よりも高く、画像処理を行ってもアーティファクトが発生する可能性がありました。
  • この研究では、接触型イメージング装置における空間解像度の低下という固有の限界を認識しており、特に等方性蛍光放出による蛍光観察ではそれが顕著である。

今後の方向性：

  • 著者らは、フィルタ性能を向上させるために、両方の干渉フィルタを FOP の片側に配置するなど、代替のフィルタ構成を検討することを提案しています。
  • 蛍光分離精度を向上させるために、特に赤色感度を下げることによってカラー画像センサーをさらに改良することが提案されています。
  • 空間解像度を高めるには、デコンボリューションやスパース サンプリング技術などの画像処理方法を、入射角制限や位相マスクなどの光学システムの改善と組み合わせて検討することが推奨されます。

出典: https://iopscience.iop.org/article/10.35848/1347-4065/ac3ef2/pdf

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