新型光學顯微鏡突破解析度極限

2021-01-09 人民網

原標題：新型光學顯微鏡突破解析度極限

　　多光子—空間頻率調製成像顯微鏡

　　據美國科羅拉多州立大學官網26日報導，該校科學家演示了一種空間解析度達2η（η是非線性光強反應單位最高級）的多光子—空間頻率調製成像（MP-SPIFI）技術，突破了光學顯微成像解析度極限。

　　超解析度顯微成像技術因克服衍射極限榮獲2014年諾貝爾化學獎，但需要將單個螢光分子的衍射精確控制在極限範圍內。研究人員考慮了另一種現已成熟的深組織成像技術——多光子顯微成像，這種方法能獲得標準超解析度技術無法提供的樣本信息。

　　研究人員在發表於美國《國家科學院學報》的論文中首次證明，多光子螢光和二次同步諧波都能實現超解析度，二者結合使用時，兩個光子被猝滅，發出一個兩倍頻率的光子。他們還開發了專門的多光子—空間頻率調製成像顯微鏡，以HeLa細胞和碲化鎘太陽能電池為樣本，通過螢光和二次諧波同時收集圖像信息，產生了納米級圖像，空間解析度達到2η，超過傳統的多光子顯微鏡。

　　在傳統的多光子顯微鏡中，超短雷射脈衝在樣本上聚集成一個緊密的光點，激發螢光生成一幅圖像。而多光子—空間頻率調製成像顯微鏡是用多個飛秒雷射脈衝同時照亮較大光區產生幹涉，以此來構建圖像。

　　多光子—空間頻率調製成像顯微鏡的另一個重要優勢是，能為高度分散的生物組織提供超解析度成像。大部分超分辨技術要把細胞固定在玻璃片上，所以不適用於活體組織。新技術能用於活體組織或較大的生物組織樣本。研究人員指出，如果能提高從活體組織樣本收集的圖像解析度，同時結合多種比較機制，能獲得大量生物信息。這一成果打破了現有光學顯微鏡的極限，能以前所未有的解析度觀察活組織中單個細胞的生理過程。（記者常麗君）

(責編：郝孟佳、熊旭)

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