超分辨熒光顯微成像技術的基本原理
這個問題的答案比較簡單：因為組成視網膜的每一個感光細胞（視桿細胞和視錐細胞）、相機芯片上的每一個感光元件（CCD、CMOS等）都是有大小的。比如視網膜中央凹區域的視錐細胞直徑平均約為 5 微米。而由于奈奎斯特-香農采樣定理的限制，視網膜上能分清的兩個相鄰像點的距離是視錐細胞直徑的兩倍，即 10 微米。再結合眼球的構造，大致可以推斷出，在距離眼睛 25 厘米的位置，我們能分辨物體上相距為 80 微米的兩個點，換算成點陣密度就是大約 320 ppi，這也是蘋果所謂“視網膜屏”分辨率的來歷。如果要觀察小于 80 微米的物體，比如細菌，就需要先將物體放大，再用眼睛或者相機觀察。現代光學顯微鏡的構造其實非常簡單，樣品放置在物鏡的焦點處，從樣品上發射或散射的光經過物鏡變成平行（準直）光，再經過一個結像透鏡，然后會聚到相機的感光芯片上成像。按照前面的方法來推算，要區分物體上相距為 200 納米的兩個點，如果使用科研級相機，比如最近火起來的 s......閱讀全文
超分辨熒光顯微成像技術的基本原理
這個問題的答案比較簡單：因為組成視網膜的每一個感光細胞（視桿細胞和視錐細胞）、相機芯片上的每一個感光元件（CCD、CMOS等）都是有大小的。比如視網膜中央凹區域的視錐細胞直徑平均約為 5 微米。而由于奈奎斯特-香農采樣定理的限制，視網膜上能分清的兩個相鄰像點的距離是視錐細胞直徑的兩倍，即 10 微米
超分辨熒光顯微成像技術的基本原理
這個問題的答案比較簡單：因為組成視網膜的每一個感光細胞（視桿細胞和視錐細胞）、相機芯片上的每一個感光元件（CCD、CMOS等）都是有大小的。比如視網膜中央凹區域的視錐細胞直徑平均約為 5 微米。而由于奈奎斯特-香農采樣定理的限制，視網膜上能分清的兩個相鄰像點的距離是視錐細胞直徑的兩倍，即 10 微米
超分辨熒光顯微成像技術的基本原理
這個問題的答案比較簡單：因為組成視網膜的每一個感光細胞（視桿細胞和視錐細胞）、相機芯片上的每一個感光元件（CCD、CMOS等）都是有大小的。比如視網膜中央凹區域的視錐細胞直徑平均約為 5 微米。而由于奈奎斯特-香農采樣定理的限制，視網膜上能分清的兩個相鄰像點的距離是視錐細胞直徑的兩倍，即 10 微米
前沿顯微成像技術專題——超分辨顯微成像（2）
上一期我們為大家介紹了幾種主要的單分子定位超分辨顯微成像技術，還留下了一些問題，比如它的分辨率是由什么決定的？獲得的大量圖像數據如何進行重構？本期我們就來為大家解答這些問題。單分子定位超分辨顯微成像的分辨率單分子定位超分辨顯微成像的分辨率主要由兩個因素決定：定位精度和分子密度。定位精度是目標分子在橫
前沿顯微成像技術專題——超分辨顯微成像（1）
從16世紀末開始，科學家們就一直使用光學顯微鏡探索復雜的微觀生物世界。然而，傳統的光學顯微由于光學衍射極限的限制，橫向分辨率止步于 200 nm左右，軸向分辨率止步于500 nm，無法對更小的生物分子和結構進行觀察。突破光學衍射極限，一直是科學家們夢想和追求的目標。雖然隨著掃描電鏡、掃描隧道顯微鏡及
超分辨率熒光顯微技術的技術獲獎
2014年10月8日，2014年度諾貝爾化學獎揭曉，美國科學家埃里克·白茲格、威廉姆·艾斯科·莫爾納爾和德國科學家斯特凡·W·赫爾三人獲得。官方稱，該獎是為表彰他們在超分辨率熒光顯微技術領域取得的成就 。
超分辨率熒光顯微技術的意義
利用超高分辨率顯微鏡，可以讓科學家們在分子水平上對活體細胞進行研究，如觀察活細胞內生物大分子與細胞器微小結構以及細胞功能如何在分子水平表達及編碼，對于理解生命過程和疾病發生機理具有重要意義。
超分辨光學顯微成像技術的新進展
從17世紀開始，現代生物學的發展就與顯微成像技術緊密相關。然而，由于受光學衍射極限的影響，傳統光學顯微成像分辨率最小約為入射光波長的一半。因此，科學家們一直在不斷努力，試圖尋找突破光學顯微鏡分辨極限的方法。在超分辨顯微技術飛速發展的同時，現有成像技術的缺陷也日益顯現，例如成像分辨率和成像時間不可兼得
超分辨顯微技術淺析
光學顯微成像的衍射極限 生物醫學成像技術是基礎生物學研究和臨床醫學最重要的工具之一。回顧歷史，已有多位科學家憑借在成像技術方面的突破獲得諾貝爾獎。其中，Ｒoentgen 因發現 X 射線獲得 1901 年諾貝爾物理學獎; Zernike 因發明相襯顯微鏡獲得 1953 年諾貝爾
超分辨顯微技術淺析
光學顯微成像的衍射極限生物醫學成像技術是基礎生物學研究和臨床醫學最重要的工具之一。回顧歷史，已有多位科學家憑借在成像技術方面的突破獲得諾貝爾獎。其中，Ｒoentgen 因發現 X 射線獲得 1901 年諾貝爾物理學獎; Zernike 因發明相襯顯微鏡獲得 1953 年諾貝爾物理學獎; Ｒuska
突破:4Pi超分辨顯微成像技術的“禁地”破除
由于具有無損、高特異性等特點，光學熒光顯微鏡一直是生物實驗室進行研究的必備之選。相較于二維成像，三維超分辨顯微成像技術在生物研究中具有顯著的優勢。由于光學衍射效應（Diffraction Effect），經典的單鏡頭顯微鏡系統在軸向（厚度方向）的分辨率表現不佳——即使是新興的超分辨顯微成像技術也
新技術實現溶酶體功能超分辨熒光成像“精準定量”
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員徐兆超團隊發展雙色單分子閃爍比率成像技術（2C-SMBR），在單溶酶體水平同步實現納米級結構成像與腔內pH準確定量。相關成果發表在《德國應用化學》。溶酶體作為細胞的“化工廠”與“信號樞紐”，其功能高度依賴于腔內pH的精確調控。傳統觀點認為，溶酶體是均質的酸性細
暗場顯微結合微球－實現微結構超分辨顯微成像
在光學成像領域中，由于受到衍射極限的限制，常規成像分辨率難以突破200nm。生物醫學、集成電路等領域對提高成像分辨率有迫切要求，如何實現更高成像分辨率成為近年來的熱門研究方向之一。 受自然界微滴可提高成像分辨率的啟發，2011年科學家提出將直徑在微米級的介質微球直接放置于待測樣品表面，在普通白
哈工大突破高通量超分辨顯微成像難題
近日，哈爾濱工業大學儀器學院青年教授李浩宇團隊在生物醫學超分辨顯微成像技術領域取得突破性進展。針對目前超分辨顯微鏡所面臨的成像通量限制，團隊提出基于計算光學成像的新一代高通量三維動態超分辨率成像方法，通過計算成像技術增強熒光漲落探測靈敏度，使探測靈敏度提升兩個數量級以上，突破了現有顯微成像技術在
超分辨率熒光顯微鏡技術成功運用于外泌體的成像和追蹤
外泌體是由細胞分泌的小膜泡，富含大量的蛋白質。考慮到外泌體在不同生理活動中的顯著作用以及在診斷、藥物釋放方面潛在的價值，研究人員在外泌體的體外追蹤和內含物分析方面做了很大的努力。 目前，各種超分辨率顯微鏡的出現為外泌體的研究提供了強大的工具。2016 年 9 月，東南大學先進光子學中心主任崔一
季銨哌嗪如何實現熒光超分辨率成像？
近年來，先進的熒光成像技術得到了快速的發展，但是與成像技術的治療進化相比，具有足夠亮度和光穩定性的染料的發展仍然緩慢，如單分子定位顯微鏡(SMLM)，其分辨率超過了衍射極限。但是熒光團亮度不足成為了超分辨顯微鏡發展的一大瓶頸，這也對體內細胞動力學研究構成了重要的限制。比如羅丹明染料被廣泛應用，但
超分辨成像技術看清細胞“劊子手”的行刑過程
近日，中國科學院院士、廈門大學教授韓家淮和廈門大學副教授陳鑫團隊借助單分子定位超分辨成像技術“隨機光學重建顯微鏡（STORM）”，首次揭示了“壞死小體”在細胞中的組織結構特征及其對細胞死亡的決定作用，為人類相關疾病治療干預提供了新思路。相關論文已在《自然·細胞生物學》上發表。超清成像技術讓推論“眼見
“光電融合超分辨生物顯微成像系統”獲驗收
近日，國家重大科研儀器研制項目（部門推薦）“光電融合超分辨生物顯微成像系統”現場驗收會在北京召開。基金委副主任沈巖院士出席會議并發表講話。 根據《國家重大科研儀器設備研制專項實施管理工作細則》和《國家重大科研儀器研制項目驗收工作方案（試行）》要求，本次現場驗收考核專家組由重大科研儀器專項專家委
“光電融合超分辨生物顯微成像系統”通過驗收
2016年6月21日，國家重大科研儀器研制項目（部門推薦）“光電融合超分辨生物顯微成像系統”現場驗收會在北京召開。國家自然科學基金委員會（以下簡稱基金委）副主任沈巖院士出席會議并講話。基金委計劃局局長王長銳、生命科學部常務副主任杜生明研究員、生命科學部副主任馮雪蓮研究員、財務
超分辨熒光顯微鏡和普通熒光顯微鏡的區別
兩者在工作原理及應用方面存在不同。分述如下： 一、熒光顯微鏡 1、熒光顯微鏡是以紫外線為光源， 用以照射被檢物體， 使之發出熒光， 然后在顯微鏡下觀察物體的形狀及其所在位置。熒光顯微鏡用于研究細胞內物質的吸收、運輸、化學物質的分布及定位等。 細胞中有些物質，如葉綠素等，受紫外線照射后可發熒光
用普通共聚焦顯微鏡實現超分辨率單分子熒光成像
傳統的細胞及其內部分子顯微觀察通常使用熒光染料，然后再用不同分辨率的顯微術照亮單個分子和與其互動的其他物質。如下圖所示，普通共聚焦顯微鏡和超分辨率顯微鏡的精準度差異一目了然。（普通共聚焦顯微鏡觀察圖，比例尺10μm。圖片來自發表文章DOI: 10.1038/s41467-017-00688-0）（隨
量子增強的超分辨顯微成像機制新進展
中國科學院上海高等研究院王中陽課題組提出新型的基于熒光量子相干的超分辨顯微成像方法，研究成果以Breaking the diffraction limit using fluorescence quantum coherence為題，近日發表在 《光學快報》（Optics Express）上。
解讀2014Nobel化學獎：超分辨率熒光顯微技術
【摘要】2014年諾貝爾化學獎授予Eric Betzig，Stefan W. Hell和William E. Moerner3位科學家，以表彰他們在超分辨率熒光顯微成像技術方面的重大貢獻。本文從顯微鏡分辨率的起因入手，對超分辨熒光顯微技術進行了深入闡述。此外，對光學顯微技術的發展前景進行展望。201
新一代Nanoimager可輕松實現超分辨熒光成像
近年來，隨著活細胞體系單分子熒光成像技術的發展，膜蛋白單分子研究，特別是受體動力學的研究，已成為目前單分子研究領域中最活躍的研究方向之一。近幾年發展起來的超分辨成像技術因其能夠突破光學衍射極限，而比傳統光學顯微鏡具有更高的分辨率和更高的定位精度。英國Oxford Nanoimaging公司最新推
光控熒光染料的超分辨成像研究獲新進展
??近日，華東理工大學費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心與中科院上海藥物研究所、國家蛋白質中心、美國得克薩斯大學奧斯丁分校以及英國巴斯大學合作，在酶激活型光控熒光染料的超分辨成像研究中取得重要進展，研究成果以“光致變色熒光探針策略實現生物標志物超分辨成像”為題發表于《美國化學會志》。 酶是人體不可
哈工大團隊在光學超分辨顯微成像技術領域取得重要突破
16日，記者從哈爾濱工業大學獲悉，該校儀器學院現代顯微儀器研究所在光學超分辨顯微成像技術領域取得突破性進展。研究團隊在低光毒性條件下，把結構光顯微鏡的分辨率從110納米提高到60納米，實現了長時程、超快速、活細胞超分辨成像。為精準醫療和新藥研發提供了新一代生物醫學超分辨影像儀器，使未來大幅度加速
科學家開發出深度學習超分辨顯微成像方法
1月21日，中國科學院生物物理所、廣州生物島實驗室研究員李棟課題組，與清華大學自動化系、腦與認知科學研究院教授戴瓊海課題組，在Nature Methods上以長文（Article）形式發表了題為Evaluation and development of deep neural net
科學家開發出深度學習超分辨顯微成像方法
1月21日，中國科學院生物物理所、廣州生物島實驗室研究員李棟課題組，與清華大學自動化系、腦與認知科學研究院教授戴瓊海課題組，在Nature Methods上以長文（Article）形式發表了題為Evaluation and development of deep neural networks
Nature－Methods：新型光片超分辨顯微成像實現精細觀測
華中科技大學課題組3月12日在Nature Methods在線發表研究論文，提出了一種基于深度學習的超分辨熒光顯微鏡，實現對活細胞的精細動態和相互作用進行快速、三維、長時程地觀測。 細胞的穩態離不開內部多種亞細胞結構的精確分工和協同合作，洞悉細胞內細胞器/蛋白分子的精密運轉是一項重要的生命科學
新的光學顯微鏡技術樹立活細胞超分辨率成像新標準
來自美國霍華德休斯醫學研究所，Janelia研究園的科學家們，借助其發展的新光學超分辨率成像技術，在前所未有的高分辨率條件下研究了活體細胞內的動態生物過程。他們的新方法顯著的提高了結構光照明顯微鏡(structured illumination microscopy, SIM)的分辨率，一種最適