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光线毕业论文

发布时间:2023-03-01 09:53

光线毕业论文

采访专业人才论文 眼视光技术专业是一门以保护眼视觉健康为主要内容,集眼科、视光学及视觉服务为 一体的眼保健、预防、治疗和康复全程全面的服务专业,旨在培养集眼保健技术、专业验光 配镜技能、服务理念于一体“医工商”复合型眼视光技术人才。 我国眼镜市场潜力巨大, 全国近视人群约 4 亿, 老花人群超过了 1.3 亿, 这些人中 90% 都需要眼镜。根据目前我国眼镜店数量计算大约需要 24 万名视光师,但是视光专业每年的毕 业生却不足千人,因此培养既能从事医学验光、眼镜定配技术,又能从事眼镜行业经营管理 工作需要的高级应用型眼视光技术人才,才能不断满足人们群众日益增长的视力保健服务的 需要。而如今,人们对眼部疾病的认识与预防的认知很是缺乏。今天我就给大家介绍一下眼 睛的疾病与预防的方法。我主要给大家介绍的是屈光不正这种常见的眼部疾病。 一、屈光不正 1>屈光不正的定义:屈光不正是指眼在不使用调节时,平行光线通过眼的屈光作用后, 不能在视网膜上结成清晰的物像,而在视网膜前或后方成像。它包括远视、近视及散光。 2>屈光不正的分类:最常见的屈光不正有三种: 1、近视眼:看不清远处物体; 2、远视眼:看不清近处物体; 3、散光眼:因角膜(覆盖眼球的一层透明膜)不规则弯曲而引起的影象变 型。 老视眼是第四种屈光不正,指在一手臂长的距离内有阅读和视觉困难,老视眼与其他 几种屈光不正的区别是,它与年龄有关,几乎是人人会发生的。屈光不正无法预防,但可通 过验光作出诊断,并可选择眼镜、隐形眼镜或手术加以矫正。 3>屈光不正的因素:造成屈光不正的原因很多,其中遗传因素是很重要的原因。当然不 合理的用眼也是不可忽视的原因,儿童处于生长发育时期,又不注意用眼卫生,如看书、写 字的姿势不正确,或光线不好,造成眼与书的距离太近,或看书时间过长,或走路、坐车看 书等都可造成眼睛过度疲劳,促成屈光不正。 4>屈光不正的临床表现: 1、近视 轻度或中度近视,除视远物模糊外,并无其它症状,在近距离工 作时,不需调节或少用调节即可看清细小目标,反而感到方便。但 在高度近视眼,工作时目标距离很近,两眼过于向内集合,这就会 造成内直肌使用过多而出现视力疲劳症状。 2、远视 远视眼的视力,由其远视屈光度的高低与调节力的强弱而决定。轻 度远视,用少部分调节力即可克服,远、近视力都可以正常,一般无 度远视,用少部分调节力即可克服,远、近视力都可以正常,一般无 症状。这样屈光不正图示的远视称为隐性远视。稍重的远视或调节力 稍不足的,因而远、近视力均不好。这些不能完全被调节作用所代偿 的剩余部分称为显性远视,隐性远视与视之总合称为总合性远视。远 视眼由于长期处于调节紧张状态,很容易发生视力疲劳症状。视力疲 劳症状是指阅读、写字或作近距离工作稍久后,可以出现字迹或目标 模糊,眼部干涩,眼睑沉重,有疲劳感,以及眼部疼痛与头痛,休息 片刻后,症状明显减轻或消失。此种症状一般以下午和晚上为最常见。 严重时甚至恶心、呕吐。有时尚可并发慢性结膜炎、睑缘炎或麦粒肿 反复发作。 3、散光 屈光度数低者可屈光不正示意图无症状,稍高的散光可有视力减退, 看远、近都不清楚,似有重影,且常有视力疲劳症状。 5>屈光不正的检查方法:屈光检查法包括主观检查法和客观检查法:主观检查法:1、 根据视力检查初步分析判断屈光性质法;2、插片验光法;3、交叉柱镜及散光矫正器验光法; 4、云雾法;5、散光表验光法;6、针孔片及裂隙片检查法;7、激光散斑图法。客观检查法 1、直接检眼镜检查法;2、视网膜镜检查法;3、带状光检影法;4、角膜计;5、自动验光仪 等。[5]基本治疗。 6>屈光不正的治疗: 1、近视治疗 治疗:轻度和中度近视,可配以适度凹透镜片矫正视力。高度近视 戴镜后常感觉物象过小、头昏及看近物困难应酌情减低其度数,或 戴角膜接触镜,但后者如处理不当可引起一系列角膜并发症。放射状 角膜切开术;在角膜周边部(瞳孔区以外)作 8~16 条放射状切口, 可使角膜中央变平坦,以降低眼的屈光度,达到矫治近视的目的。 一般对 2~8D 近视眼的矫正效果好,其矫正效果与切口深度,放射 状角膜切开的条数以及保留中央透明区的大小有关。但此种手术对 角膜造成一定损伤,处理不当可出现角膜穿孔、内皮失代偿及感染 等严重并发症,而且远期效果尚未完全确定,故对此手术应采取慎 重态度。 2、远视治疗 治疗:远视眼,如果视力正常,又无自觉症状,不需处理。如果有 视力疲劳症状或视力已受影响,应配戴合适的凸透镜片矫正。远视 程度较高的,尤其是伴有内斜视的儿童应及早配镜。随着眼球的发 育,儿童的远视程度有逐渐减退的趋势,因此每年还须检查一次, 以便随时调整所戴眼镜的度数。除配戴凸镜矫正外,还可以用角膜 接触镜矫正。 3、散光治疗 治疗:一般轻度而无症状者可不处理,否则应配柱面透镜片矫正, 近视性散光用凹柱镜片,远视性散光用凸柱镜片。 以上即是屈光不正的简单介绍。 目前人们对于眼视光技术这个名词还是很陌生,总有一些人对于这个名词都不知道。而 我们眼视光技术专业主要是培养眼视光行业中的高级技术人才, 毕业生可以从事屈光度检测、 眼镜定配、眼镜检测、眼科基本病理咨询等方面的具有专业理论知识和较强实践工作能力的 高技能专业人才。而目前主要的课程包括视光学基础、验光学、眼科临床、眼镜光学、隐形 眼镜基础、眼视光器械学、医学基础、眼镜定配技术、斜弱视、市场营销、专业英语等。眼 视光专业人才主要的就业方向是服务型行业如:各类眼镜店、医院眼视光门诊、眼镜生产企 业、眼镜贸易企业等。 目前我国正处于近视高发期,眼镜市场的需求巨大,而相应的眼视光技术专业人才却很 短缺。我国加入 W TO 和职业资格认证制度的实施,给高职高专医科院校开展眼视光技术职业 教育带来了机遇。而此对于我们从事眼视光专业的这一行业的人来讲也是一种机遇,所以我 们要抓住机遇,从而来发展自己的事业,同时也为眼视光技术这一行业献出自己一份力量。 姓名:刘孟鸿 学号:19 号

摄影技术论文2000字(2)

  摄影技术论文2000字篇二
  摄影中的创新技术问题

  英文摄影Photography一词是源于希腊语Φωphos(光线)和γραΦιgraphis(绘画、绘图)或γραΦη graphê,两字一起的意思是“以光线绘图”,是指使用某种专门设备进行摄像记录的过程,一般我们使用机械照相机或者数码照相机进行摄影。有时摄影也会被称为照相,也就是通过物体所反射的光线使感光介质曝光的过程。有人说过一句精辟的话:摄影家的能力就是把日常生活中稍纵即逝的平凡事物转化为不朽的视觉图像。

  1.摄影的类型

  1.1记录摄影。

  摄影诞生,是为了记录。它诞生以后所显示出来的强大的生命力,也恰恰在于它的记录功能。这是其他技术或艺术所无法比拟或取代的。因此,从广义上说,摄影就是记录。

  1.2艺术摄影。

  随着摄影的发展,人们在摄影中不断地增加艺术元素,开始产生艺术摄影。它与记录摄影的区别在于艺术性的多少与高低,而无绝对的界限。例如:我们去照张相做身份证或留个影,一般照相馆拍摄的照片,最多有点资料或记录价值。可是,齐白石先生的人像,多年过去了,至今仍是世界20幅最优秀的人像作品之一。其中的差别就在于艺术性的高低。

  1.3画意摄影。

  画意摄影的唯美的画面语言及美好的设计内涵一直是人像摄影的一种重要的表达方式。19世纪后半叶,英国摄影家雷兰达拍摄出了曾被预言为“摄影新时代来临了”的作品——《人生的两条路》,在摄影还被轻视的当时,这幅作品就以其劝勉性的主题和油画式的构图,受到了维多利亚女王的极高评价。可以这样说,雷兰达对推进摄影被承认为一门艺术功不可没。从此,画意摄影逐渐成为摄影艺术的一个重要流派。

  1.4水墨风格摄影。

  和传统的水墨画一样,目前出现的水墨摄影作品,按题材,可以分为风景和花鸟,对应国画中的山水画和花鸟画;按手法和意境,可以分为抽象和具体,对应国画中的写意和工笔。水墨风格的摄影照片虽然少不了Photoshop等软件的后期加工,但是这并不意味着可以任意扭曲原照片。好的水墨摄影作品要尽量少地修改原照片,它考验更多的是摄影师的构图和捕捉光影的能力。

  1.5全息摄影。

  全息摄影是指一种记录被摄物体反射波的振幅和位相等全部信息的新型摄影技术。普通设摄影记录物体面上的光强分布,不能记录物体发射光的位相信息,因而失去立体感。全息摄影采用激光作为照明光源,并将光源发出的光分为两束,一束直接射向感光片,另一束经被摄物的反射后再射向感光片。人眼直接去看这种感光的底片,只能看到像指纹一样的干涉条纹,但如果用激光去照射它,人眼透过底片就能看到原来被拍摄物体完全相同的三维立体像。一张全息摄影图片即使只剩下一小部分,也可以重现全部景物。全息摄影可应用于工业上进行无损探伤、超声全息、全息显微镜、全息摄影存储器、全息电影和电视等许多方面。

  2.摄影技术的创新

  摄影艺术的追求与科学技术的追求不同,科学技术的追求总有新的领域去探讨和追寻。摄影艺术的目的即在于激发观众的智慧和感情。它的新领驭就在于摄影艺术家内在的探讨。正如世界上没有两片相同的叶子般,世界上的每一个人都是不同的个体,摄影艺术家独有的个性和表现就是他能追求而带来的新领域。

  摄影常常被人称为“视觉的语言”,相机则被形容为“第三只眼睛”。如果我们认真地看待它,“第三只眼睛”所看到的将是独具慧眼的观察,而“视觉的语言”所表达的将是独特的个人情感和思维,那么摄影作品的价值就不再是任何先进的科技所能够取代或者复制的了。

  2.1作者本身的气质素养决定了作品创新的个性。

  文化孕育了个人艺术的气质和修养,作者本身的文化气质和素养就是作品创新的度量衡。随着世界文化的进一步交融,摄影的创新需要对世界趋势的高瞻远瞩,需要对优秀作品的借鉴学习,需要对大胆另类作品的批判容纳。摄影作品的生命力,反映了摄影者的创新思维和学习激情。摄影者必须不断拓宽视野,并将新知识新理念运用在自己的创作中,创新才会在作品中有更深刻的体现。可以这样说,创新既是衡量摄影者对世界认知和包容的尺度,又是摄影作品容纳百家所长获得的认同。

  2.2注重细节表达是摄影创新的基本手段。

  我们在进行摄影创作时,要对作品有清晰的概念和准确的定位,除了熟练地运用摄影技术技巧和造型语言之外,还要善于倾注情感,渗透更强的情绪,创作中更要注重细节的表达和细节的处理,以展现生活中最具代表意义和最美的一面,从而带给人们赏心悦目的艺术享受。人们都说梵·高的画是世界绘画史上的一次创新外,除了画风创新,人们还注意到一个细节,就是梵·高在画里画出了无形的风。摄影也一样,需要用细节传递摄影者本身的情感,需要通过细节来探索和发现。

  2.3突破个人思维局限,对题材进行深层挖掘是作品创新的重要环节。

  摄影作为个体的视觉造型艺术,首先注重的是个性化的张扬,而创新则从作者个性的逆反思维开始。逆反的思维方式,应该是在继承和借鉴传统的基础上进行的一种反传统思维。这种思维锐意求新,完全不羁于传统的摄影理论和法则。

  由于作品代表的是摄影者的个性,而个性的表现则是作者进行思考和接搜新思路的体现。个性的创新包括作品在内容上的丰富和在形式上的新颖。标新立异的创作思维往往有先入为主的优势,尽管后来可能会引起竞相模仿,但是人总是认同第一次出现的事物。有时候拍摄同样的内容,作者别出心裁同样会使作品有别于其他的特质,这就是一种创新。

  关于这一点,我在风光摄影的时间上有很深的体会。摄影考验的是摄影者对题材观察的细心、等待的耐心和不厌其烦踩点的决心。有了这“三心”,才能发现在不同时间空间之下同一景物呈现的不同状态,并在瞬间的快门中捕获鲜为人知甚至不为人知的细节。这样做的收获是:作品最终能够以新的形式表达自然景物最富表现力的一面。

  3.结语

  总之,摄影的创新不但需要对题材进行细节的“微距”观察,而且需要对世界艺术氛围的“广角”观测,更需要作者突破个人思维的局限,它是摄影者对摄影艺术的义务和对艺术的更好的诠释。作为新一代的摄影工作者,我们不仅要在艺术形式与艺术技巧上创新,而且要在作品四项内容上大胆创新,创作出内容丰富、思想性强、富于时代精神、具有较强艺术感染力的摄影作品。

  参考文献:

  [1]夏洪波.浅析创新思维对摄影作品的影响.文学与艺术,2011,(5).

  [2]尹秋颖.浅析摄影教学中创新能力的培养.中国科教创新导刊,2009,(8).

  [3]刘军杰.探究摄影创新能力的培养.科教导刊,2010,(36).

  
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求毕业论文超光学分辨率的NSOM(近场扫描光学显微镜)探讨,的文献综述

  高分辨率光学显微术在生命科学中的应用

  【摘要】 提高光学显微镜分辨率的研究主要集中在两个方面进行,一是利用经典方法提高各种条件下的空间分辨率,如用于厚样品研究的SPIM技术,用于快速测量的SHG技术以及用于活细胞研究的MPM技术等。二是将最新的非线性技术与高数值孔径测量技术(如STED和SSIM技术)相结合。生物科学研究离不开超高分辨率显微术的技术支撑,人们迫切需要更新显微术来适应时代发展的要求。近年来研究表明,光学显微镜的分辨率已经成功突破200nm横向分辨率和400nm轴向分辨率的衍射极限。高分辨率乃至超高分辨率光学显微术的发展不仅在于技术本身的进步,而且它将会极大促进生物样品的研究,为亚细胞级和分子水平的研究提供新的手段。

  【关键词】 光学显微镜;高分辨率;非线性技术;纳米水平

  在生物学发展的历程中显微镜技术的作用至关重要,尤其是早期显微术领域的某些重要发现,直接促成了细胞生物学及其相关学科的突破性发展。对固定样品和活体样品的生物结构和过程的观察,使得光学显微镜成为绝大多数生命科学研究的必备仪器。随着生命科学的研究由整个物种发展到分子水平,显微镜的空间分辨率及鉴别精微细节的能力已经成为一个非常关键的技术问题。光学显微镜的发展史就是人类不断挑战分辨率极限的历史。在400~760nm的可见光范围内,显微镜的分辨极限大约是光波的半个波长,约为200nm,而最新取得的研究成果所能达到的极限值为20~30nm。本文主要从高分辨率三维显微术和高分辨率表面显微术两个方面,综述高分辨率光学显微镜的各种技术原理以及近年来在突破光的衍射极限方面所取得的研究进展。

  1 传统光学显微镜的分辨率

  光学显微镜图像的大小主要取决于光线的波长和显微镜物镜的有限尺寸。类似点源的物体在像空间的亮度分布称为光学系统的点扩散函数(point spread function, PSF)。因为光学系统的特点和发射光的性质决定了光学显微镜不是真正意义上的线性移不变系统,所以PSF通常在垂直于光轴的x-y平面上呈径向对称分布,但沿z光轴方向具有明显的扩展。由Rayleigh判据可知,两点间能够分辨的最小间距大约等于PSF的宽度。

  根据Rayleigh判据,传统光学显微镜的分辨率极限由以下公式表示[1]:

  横向分辨率(x-y平面):dx,y=■

  轴向分辨率(沿z光轴):dz=■

  可见,光学显微镜分辨率的提高受到光波波长λ和显微镜的数值孔径N.A等因素的制约;PSF越窄,光学成像系统的分辨率就越高。为提高分辨率,可通过以下两个途径:(1)选择更短的波长;(2)为提高数值孔径, 用折射率很高的材料。

  Rayleigh判据是建立在传播波的假设上的,若能够探测非辐射场,就有可能突破Rayleigh判据关于衍射壁垒的限制。

  2 高分辨率三维显微术

  在提高光学显微镜分辨率的研究中,显微镜物镜的像差和色差校正具有非常重要的意义。从一般的透镜组合方式到利用光阑限制非近轴光线,从稳定消色差到复消色差再到超消色差,都明显提高了光学显微镜的成像质量。最近Kam等[2]和Booth等[3]应用自适应光学原理,在显微镜像差校正方面进行了相关研究。自适应光学系统由波前传感器、可变形透镜、计算机、控制硬件和特定的软件组成,用于连续测量显微镜系统的像差并进行自动校正。 一般可将现有的高分辨率三维显微术分为3类:共聚焦与去卷积显微术、干涉成像显微术和非线性显微术。

  2.1 共聚焦显微术与去卷积显微术 解决厚的生物样品显微成像较为成熟的方法是使用共聚焦显微术(confocal microscopy) [4]和三维去卷积显微术(three-dimensional deconvolution microscopy, 3-DDM) [5],它们都能在无需制备样品物理切片的前提下,仅利用光学切片就获得样品的三维荧光显微图像。

  共聚焦显微术的主要特点是,通过应用探测针孔去除非共焦平面荧光目标产生的荧光来改善图像反差。共聚焦显微镜的PSF与常规显微镜的PSF呈平方关系,分辨率的改善约为■倍。为获得满意的图像,三维共聚焦技术常需使用高强度的激发光,从而导致染料漂白,对活生物样品产生光毒性。加之结构复杂、价格昂贵,从而使应用在一定程度上受到了限制。

  3-DDM采用软件方式处理整个光学切片序列,与共聚焦显微镜相比,该技术采用低强度激发光,减少了光漂白和光毒性,适合对活生物样品进行较长时间的研究。利用科学级冷却型CCD传感器同时探测焦平面与邻近离焦平面的光子,具有宽的动态范围和较长的可曝光时间,提高了光学效率和图像信噪比。3-DDM拓展了传统宽场荧光显微镜的应用领域受到生命科学领域的广泛关注[6]。

  2.2 选择性平面照明显微术 针对较大的活生物样品对光的吸收和散射特性,Huisken[7]等开发了选择性平面照明显微术(selective plane illumination microscopy,SPIM)。与通常需要将样品切割并固定在载玻片上的方式不同,SPIM能在一种近似自然的状态下观察2~3mm的较大活生物样品。SPIM通过柱面透镜和薄型光学窗口形成超薄层光,移动样品获得超薄层照明下切片图像,还可通过可旋转载物台对样品以不同的观察角度扫描成像,从而实现高质量的三维图像重建。因为使用超薄层光,SPIM降低了光线对活生物样品造成的损伤,使完整的样品可继续存活生长,这是目前其他光学显微术无法实现的。SPIM技术的出现为观察较大活样品的瞬间生物现象提供了合适的显微工具,对于发育生物学研究和观察细胞的三维结构具有特别意义。

  2.3 结构照明技术和干涉成像 当荧光显微镜以高数值孔径的物镜对较厚生物样品成像时,采用光学切片是一种获得高分辨3D数据的理想方法,包括共聚焦显微镜、3D去卷积显微镜和Nipkow 盘显微镜等。1997年由Neil等报道的基于结构照明的显微术,是一种利用常规荧光显微镜实现光学切片的新技术,并可获得与共聚焦显微镜一样的轴向分辨率。干涉成像技术在光学显微镜方面的应用1993年最早由Lanni等提出,随着I5M、HELM和4Pi显微镜技术的应用得到了进一步发展。与常规荧光显微镜所观察的荧光相比,干涉成像技术所记录的发射荧光携带了更高分辨率的信息。(1)结构照明技术:结合了特殊设计的硬件系统与软件系统,硬件包括内含栅格结构的滑板及其控制器,软件实现对硬件系统的控制和图像计算。为产生光学切片,利用CCD采集根据栅格线的不同位置所对应的原始投影图像,通过软件计算,获得不含非在焦平面杂散荧光的清晰图像,同时图像的反差和锐利度得到了明显改善。利用结构照明的光学切片技术,解决了2D和3D荧光成像中获得光学切片的非在焦平面杂散荧光的干扰、费时的重建以及长时间的计算等问题。结构照明技术的光学切片厚度可达0.01nm,轴向分辨率较常规荧光显微镜提高2倍,3D成像速度较共聚焦显微镜提高3倍。(2)4Pi 显微镜:基于干涉原理的4Pi显微镜是共聚焦/双光子显微镜技术的扩展。4Pi显微镜在标本的前、后方各设置1个具有公共焦点的物镜,通过3种方式获得高分辨率的成像:①样品由两个波前产生的干涉光照明;②探测器探测2个发射波前产生的干涉光;③照明和探测波前均为干涉光。4Pi显微镜利用激光作为共聚焦模式中的照明光源,可以给出小于100nm的空间横向分辨率,轴向分辨率比共聚焦荧光显微镜技术提高4~7倍。利用4Pi显微镜技术,能够实现活细胞的超高分辨率成像。Egner等[8,9]利用多束平行光束和1个双光子装置,观测活细胞体内的线粒体和高尔基体等细胞器的精微细节。Carl[10]首次应用4Pi显微镜对哺乳动物HEK293细胞的细胞膜上Kir2.1离子通道类别进行了测量。研究表明,4Pi显微镜可用于对细胞膜结构纳米级分辨率的形态学研究。(3)成像干涉显微镜(image interference microscopy, I2M):使用2个高数值孔径的物镜以及光束分离器,收集相同焦平面上的荧光图像,并使它们在CCD平面上产生干涉。1996年Gustaffson等用这样的双物镜从两个侧面用非相干光源(如汞灯)照明样品,发明了I3M显微镜技术(incoherent, interference, illumination microscopy, I3M),并将它与I2M联合构成了I5M显微镜技术。测量过程中,通过逐层扫描共聚焦平面的样品获得一系列图像,再对数据适当去卷积,即可得到高分辨率的三维信息。I5M的分辨范围在100nm内。

  2.4 非线性高分辨率显微术 非线性现象可用于检测极少量的荧光甚至是无标记物的样品。虽有的技术还处在物理实验室阶段,但与现有的三维显微镜技术融合具有极大的发展空间。(1)多光子激发显微术:(multiphoton excitation microscope,MPEM)是一种结合了共聚焦显微镜与多光子激发荧光技术的显微术,不但能够产生样品的高分辨率三维图像,而且基本解决了光漂白和光毒性问题。在多光子激发过程中,吸收几率是非线性的[11]。荧光由同时吸收的两个甚至3个光子产生,荧光强度与激发光强度的平方成比例。对于聚焦光束产生的对角锥形激光分布,只有在标本的中心多光子激发才能进行,具有固有的三维成像能力。通过吸收有害的短波激发能量,明显地降低对周围细胞和组织的损害,这一特点使得MPEM成为厚生物样品成像的有力手段。MPEM轴向分辨率高于共聚焦显微镜和3D去卷积荧光显微镜。(2)受激发射损耗显微术:Westphal[12]最近实现了Hell等在1994年前提出的受激发射损耗(stimulated emission depletion, STED)成像的有关概念。STED成像利用了荧光饱和与激发态荧光受激损耗的非线性关系。STED技术通过2个脉冲激光以确保样品中发射荧光的体积非常小。第1个激光作为激发光激发荧光分子;第2个激光照明样品,其波长可使发光物质的分子被激发后立即返回到基态,焦点光斑上那些受STED光损耗的荧光分子失去发射荧光光子的能力,而剩下的可发射荧光区被限制在小于衍射极限区域内,于是获得了一个小于衍射极限的光点。Hell等已获得了28nm的横向分辨率和33nm的轴向分辨率[12,13],且完全分开相距62nm的2个同类的分子。近来将STED和4Pi显微镜互补性地结合,已获得最低为28nm的轴向分辨率,还首次证明了免疫荧光蛋白图像的轴向分辨率可以达到50nm[14]。(3)饱和结构照明显微术:Heintzmann等[15]提出了与STED概念相反的饱和结构照明显微镜的理论设想,最近由Gustafsson等[16]成功地进行了测试。当光强度增加时,这些体积会变得非常小,小于任何PSF的宽度。使用该技术,已经达到小于50nm的分辨率。(4)二次谐波 (second harmonic generation, SHG)成像利用超快激光脉冲与介质相互作用产生的倍频相干辐射作为图像信号来源。SHG一般为非共振过程,光子在生物样品中只发生非线性散射不被吸收,故不会产生伴随的光化学过程,可减小对生物样品的损伤。SHG成像不需要进行染色,可避免使用染料带来的光毒性。因其对活生物样品无损测量或长时间动态观察显示出独特的应用价值,越来越受到生命科学研究领域的重视[17]。

  3 表面高分辨率显微术

  表面高分辨率显微术是指一些不能用于三维测量只适用于表面二维高分辨率测量的显微技术。主要包括近场扫描光学显微术、全内反射荧光显微术、表面等离子共振显微术等。

  3.1 近场扫描光学显微术 近场扫描学光显微术(near-field scanning optical microscope, NSOM)是一种具有亚波长分辨率的光学显微镜。由于光源与样品的间距接近到纳米水平,因此分辨率由光探针口径和探针与样品之间的间距决定,而与光源的波长无关。NSOM的横向分辨率小于100nm,Lewis[18]则通过控制在一定针尖振动频率上采样,获得了小于10nm的分辨率。NSOM具有非常高的图像信噪比,能够进行每秒100帧图像的快速测量[19],NSOM已经在细胞膜上单个荧光团成像和波谱分析中获得应用。

  3.2 全内反射荧光显微术 绿色荧光蛋白及其衍生物被发现后,全内反射荧光(total internal reflection fluorescence,TIRF)技术获得了更多的重视和应用。TIRF采用特有的样品光学照明装置可提供高轴向分辨率。当样品附着在离棱镜很近的盖玻片上,伴随着全内反射现象的出现,避免了光对生物样品的直接照明。但因为波动效应,有小部分的能量仍然会穿过玻片与液体介质的界面而照明样品,这些光线的亮度足以在近玻片约100nm的薄层形成1个光的隐失区,并且激发这一浅层内的荧光分子[20]。激发的荧光由物镜获取从而得到接近100nm的高轴向分辨率。TIRF近来与干涉照明技术结合应用在分子马达步态的动力学研究领域, 分辨率达到8nm,时间分辨率达到100μs[21]。

  3.3 表面等离子共振 表面等离子共振(surface plasmon resonance, SPR) [22]是一种物理光学现象。当入射角以临界角入射到两种不同透明介质的界面时将发生全反射,且反射光强度在各个角度上都应相同,但若在介质表面镀上一层金属薄膜后,由于入射光被耦合入表面等离子体内可引起电子发生共振,从而导致反射光在一定角度内大大减弱,其中使反射光完全消失的角度称为共振角。共振角会随金属薄膜表面流过的液相的折射率而改变,折射率的改变又与结合在金属表面的生物分子质量成正比。表面折射率的细微变化可以通过测量涂层表面折射光线强度的改变而获得。

  1992年Fagerstan等用于生物特异相互作用分析以来,SPR技术在DNA-DNA生物特异相互作用分析检测、微生物细胞的监测、蛋白质折叠机制的研究,以及细菌毒素对糖脂受体亲和力和特异性的定量分析等方面已获得应用[23]。当SPR信息通过纳米级孔道[24]传递而提供一种卓越的光学性能时,将SPR技术与纳米结构设备相结合,该技术的深入研究将有可能发展出一种全新的成像原理显微镜。

  【参考文献】
  [1] 汤乐民,丁 斐.生物科学图像处理与分析[M].北京:科学出版社,2005:205.

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  [6] 李栋栋,郭学彬,瞿安连.以三维荧光反卷

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