The MINimal emission FLUXes (MINFLUX) technique in optical microscopy, widely recognized as the next innovative fluorescence microscopy method, claims a spatial resolution of 1–3nm in both dead and living cells. To make use of the full resolution of the MINFLUX microscope, it is important to select appropriate fluorescence probes and labeling strategies, especially in living-cell imaging. This paper mainly focuses on recent applications and developments of fluorescence probes and the relevant labeling strategy for MINFLUX microscopy. Moreover, we discuss the deficiencies that need to be addressed in the future and a plan for the possible progression of MINFLUX to help investigators who have been involved in or are just starting in the field of super-resolution imaging microscopy with theoretical support.The MINimal emission FLUXes (MINFLUX) technique in optical microscopy, widely recognized as the next innovative fluorescence microscopy method, claims a spatial resolution of 1–3nm in both dead and living cells. To make use of the full resolution of the MINFLUX microscope, it is important to select appropriate fluorescence probes and labeling strategies, especially in living-cell imaging. This paper mainly focuses on recent applications and developments of fluorescence probes and the relevant labeling strategy for MINFLUX microscopy. Moreover, we discuss the deficiencies that need to be addressed in the future and a plan for the possible progression of MINFLUX to help investigators who have been involved in or are just starting in the field of super-resolution imaging microscopy with theoretical support.

纳米颗粒成像过程中，离焦位置的粒子团簇和大颗粒杂质产生明亮的弥散斑，导致现有的对焦算法无法实现自动对焦功能。利用基于大津算法的二值化分割和形态学开闭方法，使离散的弥散斑聚合为一个区域，并利用连通域标记方法筛选剔除大面积的光斑区域，构造四邻域水平-对角平方函数和阈值四邻域水平-对角开方函数，将函数分别作为粗对焦和精对焦的评价指标，提高了自动对焦搜索的准确性和可靠性。实拍离焦序列图，并与5种常用的评价算法进行对比，结果表明所提自动对焦评价算法具有良好的鲁棒性、无偏性和单峰性。

Exosomes are lipid bilayer vesicles released by cells and serve as natural carriers for cell–cell communication. Exosomes provide a promising approach to the diagnosis and treatment of diseases and are considered as an alternative to cell therapy. However, one main restriction in their clinical application is that the current understanding of these vesicles, especially their in vivo behaviors and distributions, remains inadequate. Here, we reviewed the current and emerging methods for in vivo imaging and tracking of exosomes, including fluorescence imaging, bioluminescence imaging, nuclear imaging, X-ray imaging, magnetic resonance imaging, photoacoustic imaging, and multimodal imaging. In vivo imaging and tracking of exosomes by these methods can help researchers further understand their uptake mechanism, biodistribution, migration, function, and therapeutic performance. The pioneering studies in this field can elucidate many unknown exosomal behaviors at different levels. We discussed the advantages and limitations of each labeling and imaging strategy. The advances in labeling and in vivo imaging will expand our understanding of exosomes and promote their clinical application. We finally provide a perspective and discuss several important issues that need to be explored in future research. This review highlights the values of efficient, sensitive, and biocompatible exosome labeling and imaging techniques in disease theranostics.

肝癌的发病率和死亡率逐年上升, 寻找提高肝癌早期筛查和诊断的有效方法是降低死亡率的重要途径, 通过定量检测血清中甲胎蛋白( AFP)是实现肝癌早期筛查和诊断的重要辅助手段。常用的AFP检测方法具有成本高、检测时间长、不适于大规模人群的筛查等缺点, 本文采用基于激光共聚焦原理的生物芯片扫描仪和近红外荧光标记抗体芯片相结合的方法, 实现AFP的定量检测, 并与常用的罗氏电化学发光免疫分析方法检测患者样本中AFP含量进行比较, 结果表明, 二者之间具有高度相关性。

双频条纹投影法是一种常用的相位展开算法。受随机噪声和相机离焦等因素的影响,双频相位展开算法的条纹级次计算结果易出现错误,导致相位误差。为了解决此问题,提出了一种相位展开校正算法,对高频条纹级次进行校正。首先,根据高频截断相位的取值范围,将整个条纹区域分割成两个掩模;然后,分别对这两个掩模进行连通域标记,统计每个标记区域内出现次数最多的条纹级次,并将出现次数最多的条纹级次值赋值给当前标记区域内的所有像素;最后,使用校正后的条纹级次进行相位展开,获得绝对相位。仿真和实际实验结果均表明,该方法能够有效地消除双频条纹投影法中的相位展开误差。

细胞和组织的很多特定功能都由其在不同的生理条件下的生物分子含量决定, 极少数分子的改变就有可能影响细胞生物功能并触发疾病生理过程, 因此高灵敏的生物分子检测技术在疾病机理研究和疾病早期诊断方面具有重要作用。 金属稳定同位素和放射同位素化学性质相近, 借鉴放射同位素标记的成功经验, 通过金属稳定同位素标记多组分生物分子, 可以用原子质谱高灵敏地检测多组分生物分子。 作为灵敏准确的金属元素检测工具, 电感耦合等离子体质谱检出限低、 基体效应低、 线性范围广、 同位素谱线分辨率高, 因此适用于金属元素标记生物分子检测。 金属稳定同位素标记已经被广泛应用到蛋白质、 核酸、 酶活性、 生物小分子、 甚至单个细胞的检测中, 取得了一些可喜的进展, 并展现了广阔未来应用前景。 金属稳定同位素标记生物分析方法有三个特性: 高灵敏度-大多数金属的稳定同位素有较高的标记灵敏度, 并且可以通过纳米材料标记等方法实现信号放大; 多组分同时分析-质谱仪同位素谱线高分辨率提供了多组分分析能力; 高准确度-同位素稀释法提供了可溯源到SI国际单位制的高准确度检测结果。 为了更好的推动相关研究, 简要介绍金属稳定同位素标记生物分析的进展, 主要内容包括以下几个部分: 金属稳定同位素检测工具-无机质谱、 金属稳定同位素标记高灵敏度分析、 金属稳定同位素标记多组分同时分析、 金属稳定同位素标记高准确度分析、 金属稳定同位素标记单细胞分析的进展。

提出一种静态场景下的基于帧差光流的随机采样均值漂移聚类检测算法.该方法首先通过隔帧差分法提取运动目标区域, 并对运动区域进行光流计算, 采用自适应光流阈值分割法准确提取出运动目标; 然后运用连通区域标记算法对运动区域进行初步划分, 得到若干个连通域子集特征向量样本点, 通过提出的随机采样策略来确定对子集空间中样本点的抽样次数; 最后利用均值漂移算法对每个子集中的样本点进行若干次抽样计算并分析聚类收敛结果是否相同, 从而完成对连通域标记结果的检验.该策略通过减少对标记结果所有样本点的采样次数, 提高了目标的检测速度和精度,在不同红外测试场景中的实验结果表明: 与传统红外多目标检测算法相比, 该方法具有良好的局部抗遮挡性、准确性和实时性, 并且检测率能达到95.27%, 每帧处理时间达到39.12 ms, 满足实时处理需求.

在激光测距仪镜头组件的自动化装配中, 快速、精准识别感光元件雪崩光电二极管( APD)的定位坐标, 对于完成镜头焦点的精确对位以及提高图像处理效率至关重要。针对 APD的图像识别与定位过程, 本文提出一套基于机器视觉的高效、高精度的图像处理算法。首先在粗定位图像处理阶段中, 为提高运算效率, 利用抗干扰性强的高斯金字塔搜索归一化互相关匹配( NCC)算法, 对图像中的 APD进行粗定位。在边缘检测中, 采用 Otsu算法自适应地根据梯度图像变化生成高低阈值, 避免了传统 Canny算法的手动设置高低阈值的难题。在目标轮廓提取阶段采用连通域标记法, 过滤掉孤立的像素点和非目标区域像素点, 保证了下一步的轮廓拟合精度。在最后的轮廓拟合精定位阶段中, 通过对两种拟合算法比较过程中, 确定最小二乘法圆拟合亚像素定位算法进行 APD轮廓拟合, 可以保证效率和定位精度, 实验结果表明整个图像处理系统用时 596 ms、定位精度 0.4 pixel, 相对误差为0.64%, 实现了 APD图像快速、精准定位的过程, 提高了定位精度和效率。