超分辨显微镜研制领域取得进展
来源：生物物理所 2021-04-04 09:15
基于单分子定位的超分辨显微成像技术自2006年提出以来发展迅速，该技术巧妙利用特殊荧光分子的光开关特性，结合单分子成像和质心拟合算法，绕过衍射现象的限制，把荧光显微镜的分辨率提高了一个数量级，解析了众多未知的细胞纳米结构，提升了对细胞结构的认知。但长期以来，受定位原理的限制，其轴向分辨率比侧向低2-3倍（一般为50 nm左右），影响了其三维解析能力和应用。中
基于单分子定位的超分辨显微成像技术自2006年提出以来发展迅速，该技术巧妙利用特殊荧光分子的光开关特性，结合单分子成像和质心拟合算法，绕过衍射现象的限制，把荧光显微镜的分辨率提高了一个数量级，解析了众多未知的细胞纳米结构，提升了对细胞结构的认知。但长期以来，受定位原理的限制，其轴向分辨率比侧向低2-3倍（一般为50 nm左右），影响了其三维解析能力和应用。
中国科学院院士、生物物理所研究员徐涛课题组与研究员纪伟课题组在Nature Methods上，发表了题为Molecular-scale axial localization by repetitive optical selective exposure的研究论文，提出一种轴向单分子定位成像新技术，并研制出新型干涉定位显微镜（ROSE-Z），把单分子定位成像的轴向分辨率提升到纳米尺度。
课题组在2019年突破单分子定位显微镜侧向分辨率后的延伸研究（Nature Methods），继上个工作把侧向分辨极限推进到3 nm后，该工作通过引入非对称干涉光路，进一步在新的维度上突破了轴向分辨率的极限，比传统的柱面镜成像方法提高6倍以上定位精度。利用ROSE-Z显微镜，团队对细胞样品进行了纳米精度三维双色成像，并验证了细胞厚样品成像能力，证明该方法具备优异的轴向分辨率及操作便捷性，可促进细胞纳米结构的研究。
徐涛和纪伟为论文共同通讯作者，高级工程师谷陆生、工程师李媛媛、博士生张淑文为论文共同第一作者。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金委员会、中科院战略性先导科技专项（B类）"生物大分子复合体结构与功能的跨尺度研究"以及北京市科学技术委员会等的资助。(生物谷Bioon.com）
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