【摘要】 使用激光写入的荧光，预计将开发更多的荧光图案以提供更大范围的成像性能参数

目前还没有广泛采用的荧光显微镜光学特性的标准[1-3]。

 

我们使用激光写入荧光来生成二维和三维图案，以提供对成像性能的快速和定量测量。我们报告了使用两种激光写入图案来测量横向分辨率、照明均匀性、透镜变形和彩色平面对准的方法，使用共焦和结构照明荧光显微镜。

 

我们已经展示了一种快速且易于实现的技术，用于使用激光写入荧光产生的图案来准确地确定横向分辨率和图像失真。为了验证生成单个特征的空间准确性和精确度，我们开发了一种协议，允许以XY方向小于30 nm和Z方向小于150 nm的精度确定每个特征的位置。应用该协议，我们测量了特征位置的平均扩散(1σ值)在X方向为29 nm，Y方向为26 nm，Z方向为99 nm。

 

此外，我们还利用空隙周围产生的荧光壳结构来估计结构照明和共焦显微镜图像的横向空间分辨率。黑色空隙周围明亮的荧光壳类似于显微镜校准中使用的传统荧光珠的反面。这是一个明显的优势，可以在外壳直径接近于零的情况下保持高信噪比，为测量超分辨率显微镜的分辨率提供了可靠的手段。

 

用100 nm的荧光小球来估算SIMPSF，测得荧光壳层的去卷积厚度为128±19 nm。通过调整浸入介质和物镜类型，任何显微镜都可以使用规则间隔的荧光特征来校准定制和商用显微镜成像体积的轴向和横向一致性。

 

使用一幅二维荧光网格图案的单幅图像来量化和校正照明不均匀和图像失真。图像失真经过校正，在400μm视野内优于1μm。如果该信息是在样品成像之前或之后立即捕获的，则校准数据可用于回溯校正图像数据，从而确保定义明确的空间分辨率、空间一致性和强度一致性。

 

使用激光写入的荧光，预计将开发更多的荧光图案以提供更大范围的成像性能参数，例如切片厚度的单次测量或实现跨三维体积的像差校正。

 

[1]. “Editorial, “Keeping up standards,” Nat. Photonics 12(3), 117 (2018).

[2]. R. Horstmeyer, R. Heintzmann, G. Popescu, L. Waller, and C. Yang, “Standardizing the resolution claims for coherent microscopy,” Nat. Photonics 10(2), 68–71 (2016).

[3]. R. W. Cole, T. Jinadasa, and C. M. Brown, “Measuring and interpreting point spread functions to determine confocal microscope resolution and ensure quality control,” Nat. Protoc. 6(12), 1929–1941 (2011).

 

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