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我国在超分辨显微镜研制领域取得新突破

2021年04月08日 09:05:43来源:化工仪器网点击:2754
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  【化工仪器网 项目成果】显微镜是科研领域不可或缺的仪器之一。显微镜主要应用在生物学领域,尤其是电子显微镜的发明,引发了生物学科的一场革命,使得细胞、病毒、细菌等微生物进入了人们的视线,让人们对这个世界有了新的认识。此外,显微镜在物理、化学等领域也有着十分重要的应用。总体来说,显微镜的出现,使得人们打开了微观世界的大门,给医学、生物学、物理学等领域的发展提供了可能。
 
  发展到如今,显微镜技术已经十分成熟,分辨率不断提升,人们可以观测到的极限被不断超越。2006年,基于单分子定位的超分辨显微成像技术被提出并迅速发展,该技术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,把荧光显微镜的分辨率提高了一个数量级。利用该技术,还解析了许多未知的细胞纳米结构,提升了对细胞结构的认知。
 
  但受定位原理的限制,其轴向分辨率比侧向低2-3倍,影响了其三维解析能力和应用。近日,中国科学院生物物理研究所发布文章,显示中国科学院院士、生物物理所研究员徐涛课题组与研究员纪伟课题组提出了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。
 
  干涉定位显微镜能提供高分辨率三维解析能力,且这种三维解析能力是现有柱面镜成像方法所无法实现的。通过干涉定位显微镜的高分辨率三维解析能力,实现了对细胞内微管直径约40-50 nm中空结构的解析。同时,研究团队在干涉定位显微镜的基础上扩展了多色成像和厚样品成像功能,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。
 
  该方法不仅具备良好的轴向分辨率,还有很高的可扩展性、操作便捷性,为细胞内三维纳米结构的研究提供了良好的研究工具。
 
  该项目受到国家重点研发计划、国家自然科学基金委、中国科学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"及北京市科委等资助,目前被发表于Nature Methods杂志。
 
  资料来源:中国科学院生物物理研究所

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