可扩展的等离激元超表面赋能物理引导自监督细胞成像

高质量的细胞成像，尤其是活细胞成像，仍然受限于信噪比、光毒性与仪器复杂性之间的权衡关系。在此，我们报道了一种可扩展的等离激元超表面，其能够产生空间有序的荧光增强近场热点阵列，并在常规宽场显微镜上实现自监督去噪的细胞成像，从而提升特征的可读性。已配准的热点晶格可作为一种源于物理机制的功能性先验，用于识别荧光增强在物理上具有依据的位置，并据此引导神经网络训练，从而降低对配对真值、大规模外部预训练模型或大规模监督数据集的依赖。我们展示了两种依赖标记密度的工作模式：高密度标记用于细胞骨架结构成像，低密度标记用于在热点阵列范围内对质膜相关动力学进行多重传感。我们的工作将可扩展纳米光子学硬件与自监督计算成像相结合，在简易宽场成像条件下，为结构生物成像与片上活细胞生物传感提供了一个实用平台。

高质量的细胞成像，尤其是活细胞成像，仍然受限于信噪比、光毒性和仪器复杂性之间的权衡。在此，我们报道了一种可扩展的等离激元超表面，它能够生成空间有序的荧光增强近场热点阵列，并在常规宽场显微镜上实现自监督去噪的细胞成像，从而提升特征的可读性。已配准的热点晶格作为一种源于物理机制的功能先验，用于识别荧光放大在物理上具有依据的位置，并据此引导神经网络训练，从而降低对成对真实值、大型外部预训练模型或大规模监督数据集的依赖。我们展示了两种依赖标记密度的工作模式：高密度标记用于细胞骨架结构成像，低密度标记用于在热点阵列上对质膜相关动态过程进行多重传感。我们的工作将可扩展纳米光子学硬件与自监督计算成像相结合，在简单宽场成像条件下，为结构生物成像和芯片上活细胞生物传感提供了一个实用平台。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.21.733589v1?rss=1

🏷️ 等离激元超表面 自监督成像 活细胞成像 荧光增强 计算成像