再度揭開微觀世界 顯微鏡實現(xiàn)高保真三維活細胞成像
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】人類受限于眼睛的觀察能力，對于微納米尺度物體的表面形貌始終抱有強烈的好奇心。自十六世紀第一臺簡易光學顯微鏡誕生以來，科研人員不斷探索并改進光學顯微鏡結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)對更小尺寸物體的觀測，推動傳統(tǒng)光學顯微鏡逐漸應(yīng)用在工業(yè)測量、材料科學和生命科學研究等各個領(lǐng)域。
光學顯微鏡對于科學技術(shù)發(fā)展起到了不可忽視的推動作用，科學技術(shù)的不斷發(fā)展同樣對光學顯微鏡分辨率提出了越來越高的要求。然而，傳統(tǒng)光學顯微鏡受阿貝衍射極限的限制，白光下所能達到的最高分辨率僅為約200~300納米，制約了人類對于微觀世界的進一步探索。
由傅里葉光學理論可知，傳統(tǒng)光學顯微鏡無法突破衍射極限的原因是攜帶被觀測樣品表面高頻信息的倏逝波在垂直于樣品方向上傳播時振幅呈指數(shù)衰減，導致細節(jié)信息無法遠距離傳播。人們始終在搜尋一種能夠放大和增強最微小細節(jié)的顯微鏡。
超分辨率顯微鏡是一種突破衍射極限的方法，該極限是限制光學分辨率在約250納米左右的物理障礙。這已經(jīng)通過多種顯微鏡技術(shù)的發(fā)展實現(xiàn)，包括結(jié)構(gòu)化照明和受激發(fā)射抑制(STED)等。雖然這些系統(tǒng)可以在納米尺度上進行分子特性的表征，但大多數(shù)病理學科依賴電子顯微鏡(EM)的分辨率，因為超分辨率技術(shù)被認為不夠經(jīng)濟高效，并且在某些情況下可能不便于使用。
超分辨率徑向波動(SRRF)提供了一種與基于LED系統(tǒng)兼容的增強光學分辨率的開源方法。通過基于局部徑向?qū)ΨQ性和時間波動的逐步處理，SRRF通過一個時間序列能夠生成一幅在60-150納米范圍內(nèi)具有增強分辨率的單一圖像。然而迄今為止，SRRF主要在實驗性細胞生物學領(lǐng)域應(yīng)用較多，因為與EM相比，它提供的分辨率范圍在臨床病理學上并沒有顯著的優(yōu)勢。
近日，葡萄牙古爾本基安科學研究所的科學家利用增強型超分辨率徑向波動(eSRRF)，實現(xiàn)了高保真3D活細胞納米鏡檢查，其能以大約每秒1單位體積的驚人速度捕捉活細胞的快照。
eSRRF是一種猶如“魔杖”般的升級版超分辨率顯微鏡，將顯微成像帶到了一個新水平，為底層結(jié)構(gòu)和分辨率提供了增強的保真度。eSRRF具有自動數(shù)據(jù)驅(qū)動的參數(shù)優(yōu)化功能。它確定了重建所需的最佳幀數(shù)量，為科學家提供了輕松高效的成像體驗。
不僅如此，eSRRF的設(shè)計具有用戶友好性，可與各種顯微技術(shù)和生物系統(tǒng)無縫集成，因此研究人員可以無技術(shù)障礙地探索微觀領(lǐng)域。此外，eSRRF通過與多焦點顯微鏡合作超越維度，引領(lǐng)了3D超分辨率時代。
eSRRF為活細胞成像開辟了新的可能性。eSRRF不僅僅是為了提高圖像分辨率，更是能夠讓研究人員能基于定量的圖像質(zhì)量測量來優(yōu)化結(jié)果。新方法也為研究人員提供了一種動態(tài)工具，讓看不見的東西變得可見。
提高光學顯微鏡的分辨率極限始終是研究者的關(guān)注焦點之一。eSRRF可以放大和增強最微小的細節(jié)，揭示出一個超出傳統(tǒng)分辨率限制的世界。我們可以期待，eSRRF為從生物學到醫(yī)學的多個領(lǐng)域帶來革命性的變化。
(資料參考來源：科技日報)
關(guān)注本網(wǎng)官方微信 隨時閱讀專業(yè)資訊
- 預算998萬元 清華大學超高分辨激光掃描共聚焦顯微鏡 2024-12-27 11:39:33
- 清華大學超高分辨激光掃描共聚焦顯微鏡的預算金額998萬元，項目編號為清采招第20240458號(2441STC75188)。
- 福建省科技廳發(fā)布2024年科技重大專項項目計劃 總經(jīng)費達6000萬元 2024-12-27 09:41:43
- 福建省科技廳發(fā)布2024年科技重大專項計劃，涵蓋光學工程、非遺數(shù)字化、環(huán)保技術(shù)等多個領(lǐng)域，共12個項目入選，總經(jīng)費達6000萬元，要求各項目單位嚴格按照規(guī)定執(zhí)行，加強監(jiān)督和管理，推動科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用。
- 預算350萬元 同濟醫(yī)院采購激光共聚焦顯微鏡 2024-12-25 14:23:42
- 近日，華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院委托中科器湖北有限公司組織公開招標，采購激光共聚焦顯微鏡，預算350萬元。
- 預算190萬 西北民族大學采購細胞培養(yǎng)與代謝工程教學設(shè)備 2024-12-24 10:56:24
- 近日，西北民族大學就“生物工程碩士研究生細胞培養(yǎng)與代謝工程教學設(shè)備配置(一期)更新與購置項目（項目編號：TXZB-GSZCYW2024-006）”發(fā)布招標公告，預算金額為190萬元，涉及倒置熒光顯微鏡、多功能讀板儀、熒光素檢測儀、電泳儀等設(shè)備。
- 預算460萬 南方醫(yī)科大學采購科研設(shè)備 2024-12-24 09:38:42
- 近日，南方醫(yī)科大學就“2024GC-06基礎(chǔ)醫(yī)學院、中醫(yī)藥學院、公共衛(wèi)生學院、藥學院采購教學科研設(shè)備一批”項目發(fā)布公開招標公告，預算金額為460.6523萬元。
版權(quán)與免責聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
