显微镜分辨率与相机分辨率

主要观点总结

本文介绍了荧光显微镜中的分辨率概念，包括显微镜分辨率和相机分辨率。显微镜分辨率主要由物镜数值孔径和样品发射波长决定，而相机分辨率完全由像素大小决定。光的衍射极限限制了荧光显微镜的分辨率，超分辨率技术才能突破这一极限。文章还介绍了艾里斑、瑞利判断、物镜分辨率限制、相机分辨率、奈奎斯特采样等相关概念，并通过实例解释了为何需要使用不同放大倍率的物镜和相机分辨率来匹配显微镜分辨率。使用较低放大倍率的物镜可以达到衍射极限分辨率，但会受到相机像素大小的限制。为此，已经开发出具有较小像素的相机，以便研究人员可以使用较低放大倍率的物镜，从而在不牺牲分辨率的情况下增加视野。

关键观点总结

关键观点1: 荧光显微镜中的分辨率由显微镜分辨率和相机分辨率两部分组成。

显微镜分辨率由物镜数值孔径和发射波长决定，相机分辨率完全由像素大小决定。

关键观点2: 光的衍射极限限制了荧光显微镜的分辨率。

只有使用超分辨率技术才能突破这一极限。

关键观点3: 艾里斑和瑞利判断是解析相邻荧光团的重要概念。

艾里斑呈衍射图案的形状，瑞利判断改进了阿贝方程以考虑区分两个荧光团所需的最小距离。

关键观点4: 物镜放大倍数对分辨率无影响，数值孔径是唯一重要的值。

使用低放大倍率的物镜可以达到衍射极限分辨率，但受限于相机像素大小。

关键观点5: 相机分辨率定义为相机传感器对图像进行采样的能力。

奈奎斯特采样要求将显微镜的衍射极限分辨率与传感器上的两个像素相匹配，以实现最佳空间分辨率。

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