在不斷發展的顯微鏡領域，近年來硬件和算法都取得了顯著的進步，推動了我們探索生命無限微小奇跡的能力。然而，三維結構照明顯微鏡(3DSIM)的發展受到偏振調制速度和復雜性帶來的挑戰的阻礙。

DMD-3DSIM 系統簡介

高速調制 3DSIM 系統“DMD-3DSIM”將數字顯示與超分辨率成像相結合，使科學家能夠以前所未有的細節觀察細胞結構。 據 Advanced Photonics Nexus報道，北京大學彭曦教授的團隊圍繞數字微鏡器件 (DMD) 和電光調制器 (EOM) 開發了這種創新裝置。它通過顯著提高橫向(從一側到另一側)和軸向(從上到下)分辨率來解決分辨率挑戰，據稱其 3D 空間分辨率是傳統廣域成像技術的兩倍。

對細胞結構的極化洞察

實際上，這意味著 DMD-3DSIM 可以捕獲亞細胞結構的復雜細節，例如動物細胞中的核孔復合體、微管、肌動蛋白絲和線粒體。該系統的應用擴展到研究高度散射的植物細胞超微結構，例如夾竹桃葉的細胞壁和黑藻葉的中空結構。即使在小鼠腎臟切片中，該系統也顯示出肌動蛋白絲中明顯的極化效應。

通往發現的開放大門

讓 DMD-3DSIM 更加令人興奮的是對開放科學的承諾。Xi 的團隊已在 Github 上公開提供所有硬件組件和控制機制，促進協作并鼓勵科學界基于這項技術進行開發。

DMD-3DSIM 技術不僅促進了重大的生物學發現，還為下一代 3DSIM 奠定了基礎。在涉及活細胞成像的應用中，更亮、更耐光的染料、去噪算法和基于神經網絡的深度學習模型的進步有望增強成像持續時間、信息檢索以及從噪聲數據中實時恢復 3DSIM 圖像。通過結合硬件和軟件的開放性，研究人員希望為多維成像的未來鋪平道路。