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理解生物学功能通常需要同时获取来自同一标本的分子身份、形态、行为和生理等互补信息。然而，在微型显微镜中实现这一能力仍面临挑战，因为整合多种成像对比度通常会增加光学系统的复杂性，同时牺牲视场（FOV）、空间分辨率或系统形态尺寸。本文提出双模式 Bio-CM2，这是一种多模态计算微型介观显微镜，基于分布式计算光学的共享光学架构，可同时采集荧光和无标记反射成像。该系统能够在约 7.5 × 10 mm² 的视场内，以约 6 μm 的横向分辨率实现帧交错、配准的双模式成像。 我们在多种生物系统中展示了双模式 Bio-CM2 的多功能性。在自由运动的秀丽隐杆线虫中，反射成像捕捉身体姿态和运动行为，为荧光标记的蛋白质聚集体提供背景信息。在自由游动的斑马鱼幼体中，反射成像捕捉全身形态和游泳行为，而荧光成像则呈现心脏活动。在头部固定的小鼠中，覆盖双侧背侧皮层的同步荧光与反射成像，为神经元钙活动和内源性血流动力学信号提供互补测量。通过将具有分子特异性的荧光成像与互补性的反射成像对比度相结合，双模式 Bio-CM2 将分布式计算光学拓展为一种可扩展的多模态微型成像平台。
双模式 Bio-CM²：用于荧光与无标记成像的多模态计算微型介观显微镜 | bioRxiv
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双模式 Bio-CM²：用于荧光与无标记成像的多模态计算微型介观显微镜
Qilin Deng， Guorong Hu， Bradley C. Rauscher， Marcelo Villafuerte， Bethany Weinberg， Zhixiong Chen， Hui Feng， Anna Devor， Martin Thunemann， 查看 ORCID 个人资料 Lei Tian
doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.08.750281
Qilin Deng¹ 波士顿大学电气与计算机工程系，美国马萨诸塞州波士顿 02215；
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本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议提供。
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发布于 2026 年 9 月 14 日。
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Qilin Deng， Guorong Hu， Bradley C. Rauscher， Marcelo Villafuerte， Bethany Weinberg， Zhixiong Chen， Hui Feng， Anna Devor， Martin Thunemann， Lei Tian
bioRxiv 2026.09.08.750281； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.08.750281
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bioRxiv 2026.09.08.750281； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.08.750281
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.08.750281v1?rss=1
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