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公开(公告)号：CN117635425A
公开(公告)日：2024-03-01
申请号：CN202311364466.5
申请日：2023-10-20
Applicant: 南京理工大学
IPC: G06T3/4053 , G01N21/17 , G06T5/10 , G06T15/50
Abstract: 本发明公开了一种基于二分法加速参数估计算法的结构光照明显微成像方法，用于快速、长时程、活细胞超分辨观测。本发明利用二分查找的搜索特性降低了传统互相关参数估计算法的迭代冗余，同时保证了参数估计的准确性和抗噪性。能够在低信噪比情况下快速、精确地计算出亚像素精度的波矢量和初相位，进而实现对活细胞精细结构的高质量动态超分辨成像。由于具有高精度、鲁棒的抗噪性和较低的计算复杂度，本发明成为进行快速、长时程、无伪影活细胞超分辨成像的一种有前途的方法。
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公开(公告)号：CN118655064A
公开(公告)日：2024-09-17
申请号：CN202410884853.X
申请日：2024-07-03
Applicant: 南京理工大学
IPC: G01N15/1434 , G01N21/64
Abstract: 本发明公开了一种基于上转换纳米颗粒的超分辨三维定位与追踪方法，利用共聚焦宽场荧光系统的近红外光激发置于具有特征厚度的二氧化硅层镜面衬底上的上转换纳米颗粒，实现荧光的自干涉。对采集的与轴向位置相关的远场点扩散函数图像进行分析，实现特征函数的轴向信息有效编码。结合交叉验证综合评估方法，从共聚焦宽场图像中提取特征值进行轴向信息解码，提取单纳米颗粒的轴向超分辨位置的精确信息，进而实现上转换纳米颗粒的超分辨三维定位与追踪。本发明在一帧宽场图像下同时实现纳米颗粒的横向与轴向超分辨定位，实时距离传感的定位精度可达2.8nm，解决了现有的单分子定位技术分辨率各向异性以及光学定位方法受离焦影响大的问题，具有追踪活细胞或生物器官中快速运动的生物分子的能力。
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公开(公告)号：CN115541550A
公开(公告)日：2022-12-30
申请号：CN202211295359.7
申请日：2022-10-21
Applicant: 南京理工大学
IPC: G01N21/64
Abstract: 本发明公开了一种基于主成分分析的结构光照明显微成像方法，明利用基于主成分分析的“降维”工具将实际成像中与照明相量无关的嘈杂、干扰成分剔除，以提取照明参数主导的“第一主成分”，从根本上消除了影响照明参数精确估计的干扰项，从而以简单高效的方式精准识别亚像素精度的波矢量与初相位。此外，本发明使用一种双窗频域掩码算子进一步抑制干扰噪声，同时将主成分分析涉及的数据量降低近千倍，极大改善了照明参数估计的计算效率、准确性和稳定性。
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公开(公告)号：CN119827470A
公开(公告)日：2025-04-15
申请号：CN202510151778.0
申请日：2025-02-12
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种基于微球超透镜增强的多光子上转换超分辨显微成像方法，利用微球超透镜的超分辨优势与镧系掺杂稀土上转换纳米材料的非线性响应优势，从而降低该稀土纳米材料的饱和激发功率，实现低倍数、低数值孔径物镜条件下的超分辨率成像。经实例验证，本发明在不增加系统复杂性的条件下，将上转换纳米材料455nm和808nm辐射荧光的激发功率分别降低了15.40倍和23.44倍，可以在10x 0.25NA物镜下将455nm和808nm荧光成像分辨率分别提升3.14倍和3.6倍，对应的横向分辨率极限分别可以达到358.20nm和480.02nm，具有成像系统简单、成本低、成像效果好的优点，对生物应用研究有着至关重要的意义。
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公开(公告)号：CN116678860A
公开(公告)日：2023-09-01
申请号：CN202310616113.3
申请日：2023-05-29
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种多光子片上增强上转换超分辨显微成像方法，利用上转换纳米颗粒的非线性饱和过程的优势，将其分散在具有SiO2层的反射镜基底上，反射镜带来的局部的电磁场干扰可以很容易地将点扩散函数限制在特定区域来提高激发效率，从而能够在更低的功率密度下实现发射饱和。经实例验证，本发明在不增加系统复杂性的条件下，将激发功率降低了10倍，对单个纳米颗粒成像时获得35nm横向分辨率，对生物应用研究有着至关重要的意义。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116106274A
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202211580285.1
申请日：2022-12-09
Applicant: 南京理工大学
IPC: G01N21/63
Abstract: 本发明提出一种基于主成分分析的稳健的抗运动的结构光照明超分辨显微成像方法(Motion‑resistant structured illumination microscopy based on principal component analysis，mrPCA‑SIM)，可有效补偿原始照明图像中的非均匀像素偏移和相位误差。经实验例验证，本发明相较传统方法而言，在复杂、不稳定的条件下实现了更稳健的成像质量，有望实现更兼容、更灵活的活细胞超分辨成像。
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公开(公告)号：CN120065496A
公开(公告)日：2025-05-30
申请号：CN202510282298.8
申请日：2025-03-11
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种基于集成学习的单帧复合结构光照明显微成像方法。本发明通过高效的六光束干涉复合结构照明策略实现单次横向各向同性光谱调制，而无需修改结构光照明显微镜(SIM)的光学装置，从而从物理意义上将原始图像数量降低9倍。此外，本发明通过集成学习融合不同域中不同频率分量特征的子网络来解决超分辨率重建的不适定逆问题，实现在低信噪比环境中以传统照明模式的9倍成像速度实现更高质量的超分辨率图像重建。更快的成像速度、更少的光损伤、更高的重建质量和更好的抗噪性使本发明成为一种高效且强大的成像工具，可用于研究活细胞中纳米级精细结构的动态。
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公开(公告)号：CN120044009A
公开(公告)日：2025-05-27
申请号：CN202510004070.2
申请日：2025-01-02
Applicant: 南京理工大学
IPC: G01N21/64 , G01N15/01 , G01N15/1433 , G06T3/4069 , G06V20/69 , G06V10/42 , G06V10/60 , G06V10/77
Abstract: 本发明提出了一种基于互相关和主成分分析相结合的结构光照明超分辨显微成像方法(Cr‑PCA)，通过异频谱自相关得到包含所需参数的照明图案向量，并采用主成分分析技术对其进行参数估计。此外，引入了图基‑空白窗的双窗掩膜算子和M‑估计分别进行滤波和线性拟合，在显著地降低计算量的同时，极大地提高了参数估计的精度。本发明在使用高频率条纹和高倍物镜的情况下，仍然能够实现对活细胞的高保真、高鲁棒性和高效的实时观测。
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公开(公告)号：CN118537221A
公开(公告)日：2024-08-23
申请号：CN202410513452.3
申请日：2024-04-26
Applicant: 南京理工大学
IPC: G06T3/4053 , G06V10/77
Abstract: 本发明公开了一种基于主成分分析的平铺和分层自适应三维结构光照明显微成像方法。本发明利用基于主成分分析的“降维”工具将实际成像中与照明相量无关的嘈杂、干扰成分剔除，提取照明参数主导的“第一主成分”，从而以高效无迭代的方式精准识别亚像素精度的横向照明波矢。同时，本发明利用平铺重建和分层自适应方法对照明参数进行分块和分层估计，来提升局部照明参数的精确度，从而减少伪影，改善整组图的重建质量。本发明通过降低照明参数运算量并对其进行局部精准估计，有望实现快速、无迭代、高精度、高质量细胞三维超分辨成像。
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公开(公告)号：CN116399841A
公开(公告)日：2023-07-07
申请号：CN202310386617.0
申请日：2023-04-12
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种基于基态关联的超线性红外共聚焦受激辐射超分辨系统及方法。该发明搭建了共聚焦引导下的上转换超线性受激辐射损耗超分辨成像系统，通过构建基态关联的动态交叉弛豫能量传递模型，从而精准的获得该稀土颗粒在超线性作用下的光损耗过程，并且能够精准预测高损耗效率下的理想激发功率。基于该理论指导下的超分辨成像方法，由红外共焦模块、类双光子扫描模块、光电探测模块的显微成像装置，同时利用稀土纳米颗粒的双红外激发响应，实现了类受激辐射超分辨成像过程的光路精准校准。利用稀土掺杂的上转换纳米粒子和速率方程模型精准模拟了上转换纳米粒子每个能态的粒子数分布，探索了稀土纳米材料中交叉弛豫能量传递过程对高效粒子数反转形成过程的影响。最终该发明能够实现低损耗、高分辨率、高信噪比、系统校准复杂度低的上转换类受激辐射超分辨成像系统。
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