Lensless dual-color fluorescence imaging device using hybrid filter

采用混合滤光片的无透镜双色荧光成像装置

引用

Kulmala, N., Sasagawa, K., Treepetchkul, T., Takehara, H., Haruta, M., Tashiro, H., & Ohta, J. (2022). 基于混合滤光片的无透镜双色荧光成像装置。《日本应用物理学杂志》，第61卷。https://doi.org/10.35848/1347-4065/ac3ef2

关键词

  • 无透镜成像
  • 双色荧光成像
  • 混合滤光片
  • 光纤板 (FOP)
  • 激发光抑制
  • 自发荧光
  • 图像处理
  • 荧光微珠

简介

Kulmala 等人 (2022) 研究了一种无透镜双色荧光成像装置，该装置使用混合滤光片来观察绿色和红色荧光成分。

摘要

这篇发表于2022年《日本应用物理学杂志》的文章详细介绍了一种能够进行双色荧光观察的无透镜成像装置的研发。作者Kulmala等人通过结合干涉滤光片、吸收滤光片和光纤板（FOP）构建了一种混合滤光片。该混合滤光片能够有效地抑制蓝色和黄色波长的激发光，同时透射绿色和红色荧光。

主要发现：

  • 当长通干涉滤光片位于FOP顶部，陷波干涉滤光片位于FOP底部时，混合滤光片表现出优异的性能，有效地最大限度地减少了激发光抑制性能的下降。
  • 吸收滤光片的配置也至关重要，黄色（VY1108）和蓝色（FDG-007）滤光片位于FOP下方，以实现最佳的激发光吸收。
  • 使用绿色和红色荧光珠进行的测试展示了该装置区分两种颜色的能力，尤其是在借助图像处理技术分离绿色和红色通道的情况下。

局限性：

  • 光通过FOP时发生散射会降低干涉滤光片的整体性能。
  • 彩色图像传感器对红色的灵敏度高于绿色，即使经过图像处理，也可能导致伪影。
  • 本研究承认接触式成像设备存在空间分辨率降低的固有局限性，尤其是在荧光观察中，由于各向同性荧光发射，这种局限性尤为明显。

未来方向：

  • 作者建议探索其他滤光片配置，例如将两个干涉滤光片放置在FOP的同一侧，以提升滤光片的性能。
  • 建议进一步改进彩色图像传感器，特别是通过降低红色灵敏度，以提高荧光分离的精度。
  • 建议研究图像处理方法，例如反卷积和稀疏采样技术，并结合光学系统改进，例如入射角限制或相位掩模，以提高空间分辨率。

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

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