世界首臺!我國成功研製雙光子-受激發射損耗(STED)複合顯微鏡

　　在常規光學顯微系統當中，由於光學元件的衍射效應，平行入射的照明光經過顯微物鏡聚焦之後在樣品上所成的光斑並不是一個理想的點，而是一個具有一定尺寸的衍射斑。在衍射斑範圍內的樣品均會發出螢光，導致這些樣品的細節信息沒有辦法被分辨，從而限制了顯微系統的分辨能力。隨著掃描電鏡、掃描隧道顯微鏡及原子力顯微鏡等技術的出現，實現納米量級解析度的觀測已經成為可能，但是以上這些技術仍然存在對樣品破壞性較大，只能觀測樣品表面等缺點，並不適合對於生物樣品，特別是活體樣品的觀測。因此，研究人員們急需找到一種光學的超衍射極限顯微方法。二十世紀九十年代以來，研究人員們陸續提出了多種超分辨顯微技術來實現超越衍射極限的高解析度。在這些方法之中，以德國科學家S.W.Hell在1994年提出的受激發射損耗顯微術(Stimulated Emission Depletion Microscopy，STED)的發展最為成熟，應用也最為廣泛。

　　受激發射損耗顯微術(STED)是通過受激發射效應實現減小有效螢光發光的面積。一般STED顯微系統中包含兩束照明光，一束為激發光，一束為損耗光。當激發光的照射使得衍射斑範圍內的螢光分子被激發，其中的電子躍遷到激發態後，損耗光使部分處於激發光斑外圍的電子以受激發射的方式回到基態，而位於激發光斑中心的被激發電子則不受影響，繼續以自發螢光的方式回到基態。由於在受激發射過程中所發出的螢光和自發螢光的波長及傳播方向均不同，因此探測器觀測到的光子均是由激發光斑中心的部分螢光樣品通過自發螢光方式產生的。通過這種方式可以減小有效螢光的發光面積，提高系統的解析度。

　　目前，受激發射損耗顯微術的關鍵主要集中在損耗光斑的調製，激發光與損耗光雷射類型和波長的選擇等方面。

　　根據國家科技部消息，近日，在國家重點研發計劃「數字診療裝備研發」專項的支持下，由蘇州國科醫療科技發展有限公司、吉林亞泰生物藥業股份有限公司、中國科學院物理研究所等多家單位共同承擔的數字診療重點研發專項項目--雙光子-受激發射損耗(STED)複合顯微鏡獲得重要進展：成功研製出國內外首臺雙光子-STED複合顯微鏡樣機。項目組完成了顯微鏡系統中核心部件的自主研製，成功研製出了具有自主智慧財產權的大面陣CMOS相機和長工作距離大數值孔徑物鏡等核心部件，打破了國外相關產品對我國的壟斷。

國內外首臺雙光子-STED複合顯微鏡樣機

　　在當今生物學及基礎醫學的研究中，超分辨顯微光學成像是取得原創性研究成果的重要手段。國外雙光子-STED成像技術研究開展的相對較早，德國、加拿大、法國、義大利等多個國家的科研機構都已經成功搭建了雙光子-STED成像實驗系統;而我國相關研究起步較晚，目前雙光子STED成像技術仍停留在實驗室研究階段，國際上尚未出現相應的產品。因此，雙光子-受激發射損耗(STED)複合顯微鏡的成功研製對於滿足我國生物醫學等前沿基礎研究的定製化需求、提升創新能力以及推動我國顯微鏡行業升級等具有重要意義。

版權與免責聲明：

① 凡本網註明"來源：儀器信息網"的所有作品，版權均屬於儀器信息網，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。已獲本網授權的作品，應在授權範圍內使用，並註明"來源：儀器信息網"。違者本網將追究相關法律責任。

② 本網凡註明"來源：xxx（非本網）"的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在於傳遞更多信息，並不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，且不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。如其他媒體、網站或個人從本網下載使用，必須保留本網註明的"稿件來源"，並自負版權等法律責任。

③ 如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起兩周內與本網聯繫，否則視為默認儀器信息網有權轉載。