顯微鏡超出分辨率極限

由Dr. Dr.領導的波蘭-以色列團隊。 華沙大學物理系的RadekŁapkiewicz提出了一種革命性的新顯微鏡方法，該理論在“ Optica”雜誌中沒有理論上的分辨率限制。

這項研究是波蘭科學基金會（FNP）在與PAP的通訊中宣布的。 博士Łapkiewicz是FIRST TEAM計劃的接受者。

生命科學和醫學的發展要求觀察更小的物體-例如細胞中蛋白質的結構和相互作用。 觀察到的樣品不應與體內天然存在的結構不同-因此，不得過於激進地使用方法和試劑。
傳統的光學顯微鏡分辨率不足。 由於光的波長，這種顯微鏡不允許對小於約250納米（綠光的波長的一半）的結構成像。 靠在一起的對像不再能夠區分。 這就是所謂的衍射極限。
電子顯微鏡的分辨率比光學顯微鏡高出幾個數量級，但是它使我們只能觀察放置在真空中並被電子束轟擊的死物。 它不是研究活的生物或自然發生的過程。

圖像來源：Optica第7卷，第10期，第1308-1316頁（2020年）•https://doi.org/10.1364/OPTICA.399600

解決方案是高分辨率熒光顯微鏡（開發該成像領域的研究獲得了2008年和2014年的諾貝爾獎）。 正如來文所述，幾種熒光顯微鏡技術已經存在。 PALM，STORM或STED方法具有高分辨率，可區分相距僅十幾納米的物體。 但是，需要較長的暴露時間和生物製劑的複雜製備。 另一方面，SIM或ISM顯微鏡是易於使用的方法，但分辨率明顯受限-它們使所看到的結構僅是衍射極限的兩倍。 博士華沙大學物理系量子光學實驗室的RadekŁapkiewicz和華沙生命科學大學的學生AleksandraŚroda和Adrian Makowski以及來自以色列Weizmann研究所的Dan Oron團隊一起改進了現有的ISM方法並介紹了一項新技術，即超分辨率光學波動圖像掃描顯微鏡（SOFISM）。 據FNP報導，他們設法證明衍射極限被克服了四次。

“ SOFISM在易用性和分辨率之間做出了折衷。我們相信，我們的方法可以填補複雜，難以使用，非常高分辨率的技術與低分辨率但易於使用的方法之間的利基。SOFISM沒有分辨率的理論極限，但是在我們的工作中確實提供了超過衍射極限四倍的結果。在文章中，我們還證明了SOFISM方法在三維生物結構成像方面具有很高的潛力。 。 來文中引用了拉德克·阿普基維奇（RadekŁapkiewicz）。

華沙物理學家開發的方法在技術上很容易獲得。 正如我們在公報中所讀到的，只需稍微修改實驗室中常用的共聚焦顯微鏡（用SPAD陣列檢測器替換光電倍增管），稍微延長測量時間並更改數據處理程序即可。

“直到最近，SPAD陣列檢測器價格昂貴且不足以用於像我們這樣的應用。這種情況最近有所改變。自去年以來，已經出現了結合了技術和價格障礙的新型SPAD檢測器。因此，我們相信熒光顯微鏡諸如SOFISM之類的技術可以在幾年內成為顯微鏡檢查的常用技術。” -強調博士。 Łapkiewicz。

該出版物是 這裡 找到。