3D超分辨率纳米成像技术的新突破

350年前，罗伯特•胡克（Robert Hooke）第一次描述了可以观察细胞的显微镜，对理解生物规律发挥了重要作用。

百年来，显微镜的最小分辨率，特别是亚微米和纳米尺度观察细胞功能、相互作用和动力学，一直受到光的波动性限制。

直到超分辨率荧光显微镜的出现，将分辨率提高了10倍科学家才能够可视化细胞和生物分子的内部工作。

然而，对于整个细胞和组织标本（如常见的癌症或大脑标本）内部，从样本内发出的分子信号以不同的速度穿过细胞或组织结构，会导致较差的成像。

该技术可直接测量附着在目标细胞结构上的单分子信号引起的波前畸变。提高单分子定位的精度，准确地获得细胞或组织体积内数千到数百万个单分子的坐标，并利用这些坐标揭示高保真的样本纳米结构。

这一进展将超分辨率显微镜的常规应用范围从盖玻片附近选定的细胞，扩展到组织内部深层的细胞内外靶点。

这一进步对理解组织生理学和可视化结构变化至关重要。普渡大学生物学副教授Alexander Chubykin说，高分辨率成像技术为理解大脑损伤提供了一种新方法。“对功能和结构分析方面是一个巨大的突破，我们可以更详细地观察大脑，甚至用基因工具标记特定的神经元，以便进一步研究。”