解读2014Nobel化学奖：超分辨率荧光显微技术
【摘要】2014年诺贝尔化学奖授予Eric Betzig，Stefan W. Hell和William E. Moerner3位科学家，以表彰他们在超分辨率荧光显微成像技术方面的重大贡献。本文从显微镜分辨率的起因入手，对超分辨荧光显微技术进行了深入阐述。此外，对光学显微技术的发展前景进行展望。2014年诺贝尔化学奖授予发展超分辨率荧光显微成像技术的3位科学家，他们分别是美国霍华德·休斯医学研究所教授Eric Betzig、德国马克斯普朗克生物物理化学研究所教授Stefan W. Hell和美国斯坦福大学教授William E. Moerner。1 荧光显微镜的发明历程光学显微镜自发明伊始，即与生命科学结下了不解之缘。16世纪末期，荷兰眼镜商Zaccharias Janssen和他的儿子把两个凸透镜放到一个镜筒中，结果发现镜筒能放大物体，这就是显微镜的前身。随后，荷兰人Anthony Von Leeuwenhoek通过精密研磨的玻......阅读全文
突破高通量超分辨显微成像难题－提升提升两个数量级
近日，哈工大仪器学院研究团队在生物医学超分辨显微成像技术领域取得突破性进展。团队提出基于计算光学成像的新一代高通量三维动态超分辨率成像方法， 突破了现有显微成像技术在高通量视场、高空间分辨率和高时间分辨率等难以兼顾的难题。研究成果以《通过增强荧光涨落检测实现高通量超分辨率成像》为题，在线发表于国际权
荧光成像系统
对完全校准好的荧光成像系统，当用不同的滤色镜组时，样品上一个点在检测器上精确成像为一个点，也就是像素对像素。然而，不同颜色的通道 merge 时，物镜的色差校正不够、滤镜光路没有完全对准都会使得荧光信号之间的记录有差错。对具有复杂图案的图像或明暗信号相混的图像，这个可能就检测不到。会得出这样的结论：
荧光成像系统
用荧光显微镜进行3D球状体荧光成像时，需要进行仪器设置优化和使用高级功能才能得到更好的成像结果。对球状体进行Z轴层扫时，需要选择合适的物镜并进行合适地聚焦才能拍出更清晰的图片。EVOS细胞成像系统和配套的CellesteTM成像分析软件可以完美地对球状体的大小、结构和蛋白表达水平进行定性和定量分析。
新方法成功将超透镜成像分辨率提高一个量级
超透镜是一种利用纳米结构来聚焦光线的平面透镜，具有超轻超薄的结构和出色光学性能，被人们寄予替代传统光学透镜的厚望。20日，记者从国家纳米科学中心获悉，香港大学、国家纳米科学中心和英国帝国理工学院等单位的研究人员密切合作，开发出一种合成复频波方法，成功将超透镜的成像分辨率提高了约一个量级。相关研究成果
JACS：季铵哌嗪取代罗丹明具有亮度增强的超分辨率成像
近年来，先进的荧光成像技术得到了快速的发展，但是与成像技术的治疗进化相比，具有足够亮度和光稳定性的染料的发展仍然缓慢，如单分子定位显微镜(SMLM)，其分辨率超过了衍射极限。但是荧光团亮度不足成为了超分辨显微镜发展的一大瓶颈，这也对体内细胞动力学研究构成了重要的限制。比如罗丹明染料被广泛应用，但
新方法成功将超透镜成像分辨率提高一个量级
利用极化激元材料和超构材料构筑的超透镜能够超越传统光学成像分辨率的极限，实现亚波长级别的微观结构和生物分子的更好观测，对物理芯片、化学材料和生命科学等领域产生广泛而革命性的影响。2000年，英国帝国理工学院John Pendry爵士首次提出了超透镜的概念，并预测其具有突破传统光学成像分辨率极限的能力
突破:4Pi超分辨显微成像技术的“禁地”破除
由于具有无损、高特异性等特点，光学荧光显微镜一直是生物实验室进行研究的必备之选。相较于二维成像，三维超分辨显微成像技术在生物研究中具有显著的优势。由于光学衍射效应（Diffraction Effect），经典的单镜头显微镜系统在轴向（厚度方向）的分辨率表现不佳——即使是新兴的超分辨显微成像技术也
超高分辨成像技术实现纳米尺度的活细胞核内动态观测
近日，在国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目（31327901）、面上项目（31271423、21573013）等资助下，北京大学研究人员首次应用新型超分辨成像技术实现了活细胞单 个转录工厂(RNA Pol II cluster)的动态过程观测和定量分析，研究成果以“Study of RNA
新型超分辨显微镜测试荧光片特性与应用简介
介绍一种最新的超分辨显微镜测试荧光片 近年来，超高分辨率显微镜SIM,STED,dstorm显微镜越来越普及，高端荧光显微系统由于其高分辨，高灵敏度的特点，成像系统的校准显得尤为重要。最近德国GATTA公司发布了新的标准荧光样品片，KOSTER & GATTA 细胞系列标准荧光片。 此系列标准
27T水冷磁体扫描隧道显微镜原子分辨率成像
扫描隧道显微镜(STM)诞生于上世纪80年代，是一种集合了精密机械设计、微弱信号测量、智能数据采集的高精尖机电一体化设备。STM不仅能够提供材料表面原子分辨率形貌，还能够结合扫描隧道谱学(STS)获得材料的能带结构信息，这些可以和量子理论进行精确比对，广泛应用于基础科学研究。在扫描隧道显微
什么是荧光显微镜
荧光显微镜是以紫外线为光源，用以照射被检物体，使之发出荧光，然后在显微镜下观察物体的形状及其所在位置。荧光是生物和分析显微镜中最常用的物理现象之一，主要是因为它具有灵敏度高、特异性强的特点。荧光显微镜用于研究细胞内物质的吸收、运输、化学物质的分布及定位等。细胞中有些物质，如叶绿素等，受紫外线照射后可
Nature－Methods：新型光片超分辨显微成像实现精细观测
华中科技大学课题组3月12日在Nature Methods在线发表研究论文，提出了一种基于深度学习的超分辨荧光显微镜，实现对活细胞的精细动态和相互作用进行快速、三维、长时程地观测。 细胞的稳态离不开内部多种亚细胞结构的精确分工和协同合作，洞悉细胞内细胞器/蛋白分子的精密运转是一项重要的生命科学
光控荧光染料的超分辨成像研究获新进展
近日，华东理工大学费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心与中科院上海药物研究所、国家蛋白质中心、美国得克萨斯大学奥斯丁分校以及英国巴斯大学合作，在酶激活型光控荧光染料的超分辨成像研究中取得重要进展，研究成果以“光致变色荧光探针策略实现生物标志物超分辨成像”为题发表于《美国化学会志》。 酶是人体不可
硬核！大连化物所指导开发超分辨成像自闪荧光染料
近日，大连化物所分子探针与荧光成像研究组（1818组）徐兆超研究员团队与新加坡科技设计大学刘晓刚教授团队合作，发现罗丹明染料开关环物种稳态下的吉布斯自由能的差值（ΔGC-O）同开环比例具有优异的线性关系（R2=0.965）。此线性关系可以定量地指导设计特定开环比例的罗丹明染料。 单分子定位超分
哈工大《自然光子学》发文，成像技术再获进展！
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/6/503062.shtm哈工大全媒体（张德龙 文/图）近日，哈工大仪器学院青年教授李浩宇团队在生物医学超分辨显微成像技术领域取得突破性进展。针对目前超分辨显微镜所面临的成像通量限制，团队提出基于计算光学成像的
突破衍射极限！中科院研制出新型干涉定位显微镜ROSEZ
单分子定位超分辨显微成像技术利用特殊荧光分子的光开关特性，突破衍射极限，将荧光显微镜的分辨率提高了一个数量级，可以揭示纳米尺度下的亚细胞结构。因受定位原理的限制，该技术轴向分辨率比侧向分辨率低2-3倍（一般为50nm左右），影响了其三维解析能力和应用。 在“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项的
显微镜分辨率
D=0.61λ/N*sin(α/2)D:分辨率λ:光源波长α:物镜镜口角(标本在光轴的一点对物镜镜口的张角)想要提高分辨率，可以通过:1、降低λ，例如使用紫外线作为光源;2、增大N，例如放在香柏油中;3、增大α，即尽可能地使物镜与标本的距离降低折叠
新型超分辨显微技术的最新研究进展
从17世纪开始，现代生物学的发展就与显微成像技术紧密相关。然而，由于受光学衍射极限的影响，传统光学显微成像分辨率最小约为入射光波长的一半。因此，科学家们一直在不断努力，试图寻找突破光学显微镜分辨极限的方法。 在超分辨显微技术飞速发展的同时，现有成像技术的缺陷也日益显现，例如成像分辨率和成像时间不
新型超分辨显微技术的最新研究进展
从17世纪开始，现代生物学的发展就与显微成像技术紧密相关。然而，由于受光学衍射极限的影响，传统光学显微成像分辨率最小约为入射光波长的一半。因此，科学家们一直在不断努力，试图寻找突破光学显微镜分辨极限的方法。 在超分辨显微技术飞速发展的同时，现有成像技术的缺陷也日益显现，例如成像
新型高分辨成像技术可观察活细胞中酶和细胞传导活性
分析测试百科网讯 一种新型的荧光生物传感器可以观察到在活细胞中高度特异性位置发生的酶和细胞信号传导活性。 这些活动的发生通常在100纳米大小，观察它们目前是困难或不可能的。例如，可见光的衍射极限会阻止光学显微镜在小于200至250nm的位置捕获动态事件。 超分辨率技术如SOFI（stocha
显微成像小课堂丨宽场荧光显微镜
在活体细胞成像应用中，宽场荧光显微镜有助于观察放置于显微镜载物台上特定的环境室中生长的粘附细胞的动力学特性。在最基本的配置中，配备有EPI荧光照明的标准倒置组织培养显微镜与区域阵列检测器系统（通常是CCD摄像机）、合适的荧光滤色片和光闸系统耦合，以限制细胞过度暴露于有害的激发光。基本荧光显微镜依
3D超分辨率成像技术开启阿尔兹海默症新认识
近年来统计，美国85岁以上的老人40%患有阿尔兹海默症，这种疾病通常在患者意识到患病前10至20年已经开始发展。 阻碍医学界治疗阿尔兹海默症（AD）的主要问题是不清楚疾病最初从何时、何地开始。普渡大学的研究人员开发了一款超分辨率“纳米镜”，可以提供比之前精细10倍的脑内分子3D视图。这种成像技
科研人员成功研制激光扫描实时立体显微镜
日前，中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室（简称：瞬态室）超分辨成像团队研制成功双光子激发激光扫描实时立体显微镜，首次把基于双目视觉的立体显微方法和高分辨率双光子激发激光扫描荧光显微技术结合在一起，实现了对三维荧光样品的高速立体成像，相关研究成果发表在2016年12月刊的
北大教授研发出超灵敏结构光超高分辨率显微镜
北京大学陈良怡团队联合华中科技大学谭山团队发明了一种超灵敏结构光超高分辨率显微镜 --海森结构光显微镜 （Hessian SIM）。此项成果近日以全文形式在线发表于Nature Biotechnology （影响因子41.67），论文题目为“Fast， long-term， super-res
超光谱成像技术
超光谱成像技术是在多光谱成像技术基础上发展起来的新技术。它是一种集光学、光谱学、精密机械、电子技术及计算机技术于一体的新型遥感技术，能获得空间维和光谱维的丰富信息，属于当前可见红外遥感器的前沿科学。由其物化的成像光谱仪，根据光谱分辨率(光学遥感器的性能指标之一，是指遥感器在接收目标辐射的光谱时，
平铺光片显微镜如何实现均一高分辨率成像
随着组织透明化技术和光片荧光显微技术的发展，3D荧光成像技术实现了快速获取3D组织信息的能力。光片显微镜由于其独特的3D成像能力以及更快的成像速度逐渐成为生命科学研究中3D荧光成像的强有力工具。光片显微镜的实现方式是将激发光片限制在探测焦平面内，使得激发光对样品的光漂白和光毒性降到最低，具有高的三维
前沿显微成像技术专题——超分辨显微成像（1）
从16世纪末开始，科学家们就一直使用光学显微镜探索复杂的微观生物世界。然而，传统的光学显微由于光学衍射极限的限制，横向分辨率止步于 200 nm左右，轴向分辨率止步于500 nm，无法对更小的生物分子和结构进行观察。突破光学衍射极限，一直是科学家们梦想和追求的目标。虽然随着扫描电镜、扫描隧道显微镜及
荧光成像与高光成像区别
荧光成像与高光成像区别如下：1、原理：荧光成像是利用荧光标记的分子在激发后发出特定波长的光来成像，而高光成像是基于样本的反射或透射光强度的差异来成像。2、样本处理：荧光成像需要在样本中引入荧光标记物，通常是通过染色或基因工程技术来实现，而高光成像则不需要对样本进行特殊处理，直接观察样本的自然反射或透
超高分辨率，新型化学显微镜可观察分子反应
教科书上的化学反应均以单分子形式进行概念描述，但实验中得到却是大量分子的平均结果。一瓶380毫升的水，约含有10的25次方个水分子，投入金属钠会产生激烈的反应。不妨试想，宏观可见的化学现象，具体到单个分子是怎样的表现？单分子实验是从本质出发解决许多基础科学问题的重要途径之一。近年来，虽已有单分子荧光
北大、华科研发出超灵敏结构光超高分辨率显微镜
北京大学陈良怡团队联合华中科技大学谭山团队发明了一种超灵敏结构光超高分辨率显微镜 --海森结构光显微镜 （Hessian SIM）。此项成果近日以全文形式在线发表于Nature Biotechnology （影响因子41.67），论文题目为“Fast， long-term， super-res