技术 ≫

20世纪80年代后期，第一台高通量筛选设备出现。高通量筛选以分子水平和细胞水平的实验方法为基础，利用微板形式作为实验工具载体，并通过自动化操作系统执行试验过程。该技术通过灵敏快速的检测仪器采集实验结果数据，并利用计算机进行分析处理，在同一时间内可以检测数以千万的样品。

1997年，首个完全集成的高内涵成像平台亮相。高内涵筛选是一种在保持细胞结构和功能完整性的前提下，同时检测被筛样品对细胞的各种属性及生理状态（如细胞形态、生长分化状态、迁移与凋亡、细胞代谢途径以及信号通路的各个环节）影响的高通量筛选方法。

明场成像的出现将微观世界呈现在人们眼前，生命科学开始变得可视化。但对于透明或半透明的样品，明场成像提供的对比度较低，导致难以分辨样品的细节。

明场染色通过使用特定的染料与细胞内的不同成分发生特异性反应，直接观察细胞不同颜色下的形态和结构，可以显著提高样品在明场显微镜下的对比度。但染色过程可能造成细胞损伤甚至死亡。

相差成像将光通过样本的光程差转换为振幅差，在无需染色的情况下解决了透明样品在普通明场显微镜下对比度低的问题。但对于高度透明或相位变化较小的样品，其对比度仍然有限，且无法定量分析。

荧光成像利用荧光染料或荧光探针标记样本，可以提供高对比度图像，与明场染色相比对样品破坏较小，且可以通过荧光强度量化目标分子。但其存在光毒性和光漂白的缺点。

微分干涉显成像利用偏振光和样本​的厚度或光密度差异增强对比度，可以增强样品表面和内部结构的细节。但其主要用于定性分析，仍然难以进行精确的定量测量。

共聚焦荧光成像通过与样品面共轭的针孔对离焦杂散光的限制，实现接近衍射极限分辨率的成像。但其同样存在光毒性和光漂白的问题，且其逐点扫描的方式也导致成像速度相对较慢。

数字全息成像利用光电传感器记录全息图，并通过计算机模拟光学衍射过程实现样品的全息再现和处理。它可以提供相位信息，进而量化样品的光学厚度、折射率等物理参数，但需要复杂的数字处理算法才能重建图像。

超分辨荧光成像能够突破光学衍射极限，但其成像速度慢、数据处理复杂，也仍然避不开标记对细胞活性影响的问题。

定量相位成像技术无需细胞标记和荧光探针，通过重建光场的相位信息实现高对比度定量成像，能在保持细胞活性的同时，深入分析细胞结构、动态行为以及提取细胞干重、力学特性等关键生物信息，是一种同时具备无标记成像和高内涵分析优势的技术，为活细胞研究提供了一种非侵入式的长期监测手段。

通过分析光强分布来恢复相位信息，但在绝对精度上普遍不如干涉方法。

通过让一个经过样品的物光波和一个参考光波干涉，生成干涉图，并通过分析这些干涉条纹来恢复相位信息。