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我國在超分辨顯微鏡研制領(lǐng)域取得新突破
2021年04月08日 09:05:43
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：7682
近日，中國科學(xué)院生物物理研究所發(fā)布文章，顯示中國科學(xué)院院士、生物物理所研究員徐濤課題組與研究員紀(jì)偉課題組提出了一種軸向單分子定位成像新技術(shù)，并研制出新型干涉定位顯微鏡(ROSE-Z)，把單分子定位成像的軸向分辨率提升到納米尺度。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】顯微鏡是科研領(lǐng)域不可或缺的儀器之一。顯微鏡主要應(yīng)用在生物學(xué)領(lǐng)域，尤其是電子顯微鏡的發(fā)明，引發(fā)了生物學(xué)科的一場革命，使得細(xì)胞、病毒、細(xì)菌等微生物進(jìn)入了人們的視線，讓人們對這個世界有了新的認(rèn)識。此外，顯微鏡在物理、化學(xué)等領(lǐng)域也有著十分重要的應(yīng)用?？傮w來說，顯微鏡的出現(xiàn)，使得人們打開了微觀世界的大門，給醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展提供了可能。
發(fā)展到如今，顯微鏡技術(shù)已經(jīng)十分成熟，分辨率不斷提升，人們可以觀測到的極限被不斷超越。2006年，基于單分子定位的超分辨顯微成像技術(shù)被提出并迅速發(fā)展，該技術(shù)利用特殊熒光分子的光開關(guān)特性，結(jié)合單分子成像和質(zhì)心擬合算法，把熒光顯微鏡的分辨率提高了一個數(shù)量級。利用該技術(shù)，還解析了許多未知的細(xì)胞納米結(jié)構(gòu)，提升了對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的認(rèn)知。
但受定位原理的限制，其軸向分辨率比側(cè)向低2-3倍，影響了其三維解析能力和應(yīng)用。近日，中國科學(xué)院生物物理研究所發(fā)布文章，顯示中國科學(xué)院院士、生物物理所研究員徐濤課題組與研究員紀(jì)偉課題組提出了一種軸向單分子定位成像新技術(shù)，并研制出新型干涉定位顯微鏡(ROSE-Z)，把單分子定位成像的軸向分辨率提升到納米尺度。
干涉定位顯微鏡能提供高分辨率三維解析能力，且這種三維解析能力是現(xiàn)有柱面鏡成像方法所無法實現(xiàn)的。通過干涉定位顯微鏡的高分辨率三維解析能力，實現(xiàn)了對細(xì)胞內(nèi)微管直徑約40-50 nm中空結(jié)構(gòu)的解析。同時，研究團(tuán)隊在干涉定位顯微鏡的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了多色成像和厚樣品成像功能，對細(xì)胞樣品進(jìn)行了納米精度三維雙色成像，并驗證了細(xì)胞厚樣品成像能力。
該方法不僅具備良好的軸向分辨率，還有很高的可擴(kuò)展性、操作便捷性，為細(xì)胞內(nèi)三維納米結(jié)構(gòu)的研究提供了良好的研究工具。
該項目受到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(B類)"生物大分子復(fù)合體結(jié)構(gòu)與功能的跨尺度研究"及北京市科委等資助，目前被發(fā)表于Nature Methods雜志。
資料來源：中國科學(xué)院生物物理研究所
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