Enhancement of optical resolution in three-dimensional refractive-index tomograms of biological samples by employing micromirror-embedded coverslips
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Notice bibliographique
Résumé
Optical diffraction tomography (ODT) enables the reconstruction of the three-dimensional (3D) refractive-index (RI) distribution of a biological cell, which provides invaluable information for cellular and subcellular structures in a non-invasive manner. However, ODT suffers from an inferior axial resolution, due to the limited accessible angles imposed by the numerical aperture of the objective lens. In this study, we propose and experimentally demonstrate an approach to enhance the 3D reconstruction performance in ODT. By employing trapezoidal micromirrors, side scattered signals from the sample are measured for various side plane-wave-illumination angles. By combining the side scattered fields with the forward scattered fields, the axial resolution and 3D image quality of ODT are improved, without changing optical instruments. The feasibility and applicability of the proposed method are demonstrated by reconstructing the 3D RI distribution of a red blood cell and HeLa cells in hydrogel. We also present systematic analyses of the improved 3D imaging performance using numerical simulations and experimental measurements for the 3D transfer function, a point object, and a microsphere. The analyses demonstrate an improved axial resolution of 0.31 μm, 4.8 times smaller than that of the conventional method. The proposed method enables the non-invasive and accurate 3D imaging of 3D cultured cells, which is crucial for cell biology studies.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle