紧凑型手持定量相位成像显微镜实现实时无标记组织光学活检

《Nature Communications》：Label-free, real-time optical biopsy with a handheld quantitative phase microscope

　　

摘要

我们提出了一种紧凑的手持定量相位成像显微镜，能够在无需标记的情况下对大块组织进行实时光学成像，呈现出清晰的细胞和亚细胞组织学细节，从而有效地提供了一种"光学活检"。该方法采用定量斜后照明显微镜（qOBM），通过落射照明获取不透明样品的定量相位信息。该探头采用宽视场、非扫描架构，在300 μm × 300 μm的视场内以每秒25帧的速率实现0.8 μm横向分辨率和5 μm轴向分辨率。该探头还具有低成本、无活动部件、易于使用且可通过无菌护套操作的优点，解决了临床应用中的关键障碍。为展示其效用，我们对（1）人体皮肤进行体内成像，（2）对小鼠和人体脑肿瘤进行离体成像，以及（3）在典型神经外科条件下对猪脑进行体内成像。通过在稳健且易于使用的手持式设备中提供实时、无标记的组织学信息，该技术为未来临床转化创造了广泛机遇，包括术中组织学评估和即时护理中的组织学组织检测。