超分辨顯微鏡研究領域取得了顯著的進展,尤其是在單分子定位超分辨顯微成像技術方面。這種技術利用特殊熒光分子的光開關特性,結合單分子成像和質心擬合算法,繞過衍射現(xiàn)象的限制,把熒光顯微鏡的分辨率提高了一個數(shù)量級,解析了眾多未知的細胞納米結構,提升了對細胞結構的認知。
然而,這種技術長期以來軸向分辨率比側向低2-3倍,影響了其三維解析能力和應用。*近,中國科學院院士、生物物理所研究員徐濤課題組與研究員紀偉課題組在超分辨顯微成像技術方面取得了重要突破。他們提出了一種軸向單分子定位成像新技術,并研制出新型干涉定位顯微鏡,把單分子定位成像的軸向分辨率提升到納米尺度。這項技術的突破提高了顯微鏡的軸向分辨率,并具有優(yōu)異的軸向分辨率及操作便捷性,可促進細胞納米結構的研究。
此外,哈工大現(xiàn)代顯微儀器研究所團隊也提出了一種可突破光學衍射極限的計算顯微成像算法。這種算法利用熒光成像的前向物理模型與壓縮感知理論,并結合稀疏性與時空連續(xù)性的雙約束條件,建立起一個通用的解算框架——稀疏解卷積技術。這種技術突破了現(xiàn)有光學超分辨顯微系統(tǒng)的硬件限制,擴展了時空分辨率和頻譜。在此基礎上,研究團隊研發(fā)了超快結構光超分辨熒光顯微鏡系統(tǒng),該系統(tǒng)具有超分辨、高通量、非侵入、低毒性等特點,在高速成像條件下,具備優(yōu)于60納米的分辨率和超過1小時的超長時間活細胞動態(tài)成像性能。
這些研究進展為超分辨顯微鏡領域帶來了新的突破和進步,有助于更深入地了解細胞結構和功能,為生物學、醫(yī)學和藥物研發(fā)等領域提供了強大的工具。未來隨著技術的不斷發(fā)展,超分辨顯微鏡將會在更多領域發(fā)揮其重要的作用。