实时稳健自动对焦方法，可实现持续的生命体内扫描光场成像

《Nature Communications》：Real-time robust autofocus method enabling sustained intravital scanning light field imaging

　　

摘要

计算显微镜技术的最新进展使得高速、高分辨率的活体3D成像成为可能，且光毒性较低。然而，在多细胞生物中，样本的振动和组织变形问题使得即便拥有更大的有效焦深，也难以长期保持样本的稳定对焦状态。在此，我们提出一种基于扫描光场显微镜的实时稳健自动对焦方法（AFsLF），该方法无需对硬件进行修改，即可通过持续追踪样本的焦平面，实现多种样本在数天内的高速3D成像。利用光场角度测量的固有差异，AFsLF能够在500微米的深度范围内以小于2微米的误差估算出焦平面，整个过程仅需0.1秒，速度是传统方法的300倍。我们在多种组织以及复杂条件下验证了AFsLF的性能，包括低激发功率、多通道照明以及较大的轴向位移情况，该方法能够实现小鼠大脑和肝脏中神经活动及免疫反应的稳定、长期、多通道亚细胞成像。