血细胞透镜通过蓝光技术实现高质量成像
虽然蓝光光盘在家庭娱乐领域可能还没有成功取代dvd，但蓝光技术是康涅狄格大学医学成像技术进步的一项工程壮举。
联合技术公司生物医学工程系(与康涅狄格大学牙科医学院、医学院和工程学院共享的系)副教授郑国安最近测试了一种传感器，该传感器使用改良的蓝光播放器来产生高质量的图像生物样本．郑的研究结果作为封面文章发表在ACS的传感器上个月。康涅狄格大学技术商业化服务中心已经为这项发明申请了临时专利。
这项技术有助于解决传统显微镜的一个关键限制。显微镜提供高分辨率图像在难以置信的小尺度上。但是，为了换取高分辨率，他们的视野很窄，这意味着科学家一次只能看到样本的一小部分。反过来也是一样:如果科学家想要更大的视野，他们就必须牺牲图像的分辨率。
“这就是传统显微镜的问题所在——你不能两者兼得，”郑说。“原因在于物镜的设计。”
在目前的显微镜设计中，解决这个问题的唯一方法是使用一个巨大的物镜，这将是非常昂贵的，难以制造，而且使用起来很笨重。
郑的发明结合了血细胞涂层图像传感器通过改良的蓝光驱动器来提供高分辨率和宽视场的图像。
研究小组在图像传感器上涂抹了一层血细胞。当光线从物体上以较大角度衍射时，血细胞层会将光线重新定向到图像传感器可以检测到的较小角度。这意味着可以使用样品下方的传感器像素阵列获取无法访问的高分辨率物体细节。
一个典型的蓝光驱动器由一个旋转光盘和一个安装在平移台上的光学拾取头组成。“蓝光”这个名字来自于安装在光学拾取头上的紫外405纳米激光器。激光照射光盘，拾取头读取反射光。
在郑的设备中，生物样本就像培养皿一样，被安装在蓝光驱动器的旋转圆盘上。涂血图像传感器安装在平移台上。当圆盘缓慢旋转时，紫外线激光照射生物样本，由此产生的衍射模式被血液涂层传感器记录下来，用于图像重建。
“血液涂抹过程会在传感器上形成一层薄而致密的血细胞。”郑说。“这种均匀的血细胞层具有丰富的空间特征，可以调节入射光波的强度和相位，使其成为计算透镜的理想候选。”
重建过程的核心是一种无透镜相干衍射成像方法，称为旋转光刻术。通过模拟圆盘旋转过程中的血细胞调制过程，该方法可以恢复高分辨率、大视场的生物样本图像，同时具有强度和相位信息。
恢复的图像允许临床医生检测样本中的病理。
该设备可以帮助临床医生识别尿液中的晶体肾脏疾病例如，血液样本中的寄生虫。
传统上，为了做出诊断，临床医生或实验室技术人员需要对样本进行染色，以观察对比，从而揭示病理。这个过程可能需要数小时或数天。郑的发明可以在不染色的情况下生成透明标本的地形图高度。
“如果我们能恢复样品的高度或折射率，我们可能就不需要染色过程了，”郑说。“使用我们的方法，你可以看到透明标本的3D地形结构。”
这项技术的视野和蓝光光盘一样大，比传统显微镜所能成像的东西大数千倍，而传统显微镜的直径通常不到1毫米。在概念验证实验中，该团队在整个培养皿中监测活细菌培养，并成功地分解了单个细胞。
“与常规物镜有限的尺寸相比，我们的血细胞透镜可以做任何你想要的尺寸，”郑说。“例如，你可以将血液涂抹在36毫米乘24毫米的全帧图像传感器上。成像视野将是36毫米乘24毫米。”
郑的设备的另一个优点是，科学家不需要像传统显微镜那样在捕捉图像之前进行聚焦。如果显微镜焦距不好，捕捉到的图像就没有用了。由于郑的设备可以同时恢复强度和相位信息，用户可以在数据捕获后将图像重新聚焦到特定的轴向平面。
目前，该设备只能从光能穿过的生物样本中获取信息。郑说，他希望开发一种反射结构，可以处理光学计量应用中的反射样本。
郑说，他希望在医院环境中测试该设备，并使其整体上更快、更强大。
