来自耶路撒冷希伯来大学的一个团队介绍了一种通过复杂散射介质进行百万像素级荧光显微镜的新方法。这种方法可以从几十个宽视场荧光显微镜框架中分辨出高分辨率图像，而不需要空间光调制器或密集的计算处理等专门设备。通过有效地纠正由光散射引起的畸变，该技术允许对密集和具有挑战性的目标进行清晰成像。它与传统显微镜设置的兼容性，加上使用已建立的基于矩阵的技术，使其广泛使用。
最近发表在《科学进展》杂志上的一项研究，由耶路撒冷希伯来大学应用物理研究所的博士生Gil Weinberg、硕学生Elad Sunray和教授Ori Katz领导，介绍了一种荧光成像的新方法。这种创新的方法克服了传统荧光显微镜中极端光散射的有害影响，荧光显微镜是生命科学中最重要的成像技术之一。在欧洲研究委员会的资助下，这项研究揭示了一种高分辨率成像技术，能够解决复杂的散射介质，在生物研究、材料科学等领域具有广阔的应用前景。
在密集和复杂的样品内部或通过的随机光散射常常阻碍荧光成像，导致明显的图像畸变。虽然近年来通过复杂介质进行非侵入性相干成像取得了进展，但荧光成像仍然受到稀疏目标、复杂波前控制或大数据集要求的限制。
研究人员展示了在未知随机变化的照明下，使用少于150个宽视场荧光显微镜帧进行百万像素级图像重建，所有这些都不使用空间光调制器（slm）或密集的计算资源。它的内存高效实现大大降低了计算需求，使大型和复杂的样本成像成为可能。与以前的方法不同，该技术不依赖于物体稀疏性的假设，也不需要处理低阶波前畸变。
该方法的核心是构建一个“基于荧光的虚拟反射矩阵”，类似于光学和超声成像中已经得到充分研究的相干反射矩阵，使用有限数量的随机照明帧。一旦这个数学等价的公式，任何完善的，强大的计算散射补偿技术开发的相干成像可以应用于非相干荧光成像。
这一进步改善了生物学研究，使致密组织内的结构更清晰地可视化。它与传统显微镜装置的兼容性提高了学术和工业研究人员的可访问性，有助于光学成像的进步，并为探索复杂系统提供了新的可能性。
