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

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

北京市2025年度激光共聚焦及超高分辨显微学学术年会:前沿技术引领未来

北京市2025年度激光共焦及超高分辨显微学学术研讨会在北京中复大厦成功举办。本次会议由北京理化分析测试技术学会电子显微学专业委员会主办,旨在推动北京市及周边省市激光共焦超高分辨显微学的进步和发展,提高广大相关工作者的学术及技术水平,促进生物光学成像技术在生命科学等领域中的应用。近230位专家学者齐聚

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

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

倒置荧光显微镜技术参数、构造及成像原理

 倒置荧光显微镜是近代发展起来的新式荧光显微镜,特点是激发光从物镜向下落射到标本表面,即用同一物镜作为照明聚光器和收集荧光的物镜。光路中需加上一个双色束分离器,它与光铀呈45。角,激发光被反射到物镜中,并聚集在样品上,样品所产生的荧光以及由物镜透镜表面、盖玻片表面反射的激发光同时进入物镜,反回到双色

徕卡荧光显微镜明场和暗场的成像方法

徕卡荧光显微镜根据衬度形成的机制,对散射吸收像可以有两种成像方式: (一)明场成像法(BFI),即只让近轴区的透射电子柬通过物镜光阑,形成亮背景上的暗图形像。物镜光阑的孔越小,明场像的衬度越大;(二)暗场成像法(DFI),即只让部分大角度的散射束或晶体的某衍射束通过物镜光阑,而将透射束挡掉。这样形成

3D荧光显微镜可帮助大脑深度成像

    活体小鼠大脑深处血管成像图。  截图来源:Eurekalert网站  科技日报北京5月30日电 (实习记者张佳欣)来自瑞士苏黎世大学和苏黎世理工大学的研究人员开发出一种称为漫反射光学定位成像(DOLI)的新技术,利用它可以高分辨率、无创观察活体小鼠大脑深部的微血管。该技术具有卓越的分辨率,可

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

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

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

FluorCam多光谱荧光成像技术应用案例—多光谱荧光成像...

FluorCam多光谱荧光成像技术应用案例—多光谱荧光成像是什么1. 多光谱荧光的发现及特性二十世纪八九十年代,植物生理学家对植物活体荧光——主要是叶绿素荧光研究不断深入。激发叶绿素荧光主要是使用红光、蓝光或绿光等可见光。当科学家使用UV紫外光对植物叶片进行激发,发现植物产生了具备4个特征性波峰的荧

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,

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

推动大规模设备更新,蔡司显微镜提供全套解决方案

近日,国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》的通知提到,推动大规模设备更新和消费品以旧换新是加快构建新发展格局、推动高质量发展的重要举措,将有力促进投资和消费,既利当前、更利长远。并表示,至2027年,工业、教育、医疗等领域设备投资规模较2023年增长25%以上。临床诊断与研究蔡司

细胞线粒体内部精细结构研究(一)

生物圈的小伙伴肯定还记得前段时间的一则刷屏新闻: 北京大学陈良怡教授团队和华中科技大学谭山教授团队合作,成功发明了一种新型结构光照明超分辨显微成像技术——海森结构光照明显微镜。研究成果于高水平学术期刊Nature Biotechnology(IF=41.67)进行了发表。 之所以轰动,是因为该技术拥

快速超分辨激光共聚焦STELLARIS8-FalconSTED共享

仪器名称:快速超分辨激光共聚焦STELLARIS8 Falcon-STED仪器编号:A21000020产地:德国生产厂家:LEICA型号:STELLARIS 8出厂日期:20230814购置日期:20221214所属单位:生命学院>蛋白质研究技术中心>细胞影像平台放置地点:生物医学馆U6-101固定

光致开关荧光探针用于微管蛋白的原位检测和超分辨成像

微管蛋白一直被认为是潜在癌症化疗的靶点。许多临床数据表明:跟踪微管蛋白的变化将有助于对癌症治疗。传统的宽场光学显微镜的显微分辨率受到衍射极限的限制,无法获得细胞内的精细结构信息,大大降低了对微管蛋白类分子的观察能力。远场超分辨成像方法是近些年发展起来的利用荧光分子在纳米级分辨率下对生物体内的相关物质

前沿显微成像技术专题之:光片荧光显微镜(一)

在过去二十多年中,光学显微成像技术发展迅速,不断突破传统极限。生命科学研究,要求成像系统在不影响生物活性的前提下,实现更大视野,更高分辨率,更高速度的三维成像。这也意味着对成像探测器 - 科研相机的要求也越来越高。从本周开始,我们将为大家带来前沿显微成像技术专题系列,和大家一起探讨前沿的显微成像技术

戴琼海院士团队成功研制实时超宽场高分辨率成像显微镜

  7月8日,清华大学自动化系戴琼海院士领衔的国家自然基金委重大仪器研制团队在多维多尺度高分辨率计算摄像显微仪器研制和生命科学观测领域取得重要成果,以“视频帧率下厘米尺度微米分辨率的生物动态成像”(Video-rate imaging of biological dynamics at centim

清华大学仪器共享平台nikon-超分辨率显微镜SIM/STORM/TIRF

仪器名称:nikon 超分辨率显微镜-SIM/STORM/TIRF仪器编号:A15000008产地:生产厂家:型号:出厂日期:购置日期:所属单位:医研院>生物医学测试中心>尼康影像中心放置地点:医学楼C153固定电话:固定手机:固定email:联系人:尼康助管(62798727,1521051214

清华大学仪器共享平台nikon-超分辨率显微镜SIM/STORM/TIRF

仪器名称:nikon 超分辨率显微镜-SIM/STORM/TIRF仪器编号:A15000008产地:生产厂家:型号:出厂日期:购置日期:所属单位:医研院>生物医学测试中心>尼康影像中心放置地点:医学楼C153固定电话:固定手机:固定email:联系人:尼康助管(62798727,1521051214

超分辨率显微镜荣获诺贝尔奖为何华人学者落选

  瑞典皇家科学院8日宣布,将2014年诺贝尔化学奖授予美国科学家Eric Betzig、William Moerner 和德国科学家Stefan Hell,以表彰他们为发展超分辨率荧光显微镜所作的贡献。  几个世纪以来,光学显微镜的“衍射极限”一直被认为是无法超越的。现在人们从不同途径“突破”了这

发现荧光自组装体纳米尺度结构演变和生长动态

近日,中科院大连化学物理研究所研究员徐兆超团队实现了对荧光分子自组装体在2nm尺度的超分辨荧光成像,发现了基于分子间弱相互作用的结构演变和动态组装过程。相关研究成果发表于《德国应用化学》。 分子自组装是物质世界功能衍生和生命力发挥的重要手段。通过自组装,结构单元借助分子间弱相互作用,可以自发形成

活细胞超分辨率显微技术研究获进展

  2016年12月31日,中国科学院生物物理研究所徐平勇课题组、中国科学院计算技术研究所张法课题组以及美国科学院院士HHMI研究员Jennifer Lippincott-Schwartz合作在《细胞研究》(Cell Research)在线发表了题为Live-cell single molecule

SpinSR-高分辨转盘共聚焦显微镜共享

仪器名称:高分辨转盘共聚焦显微镜(SpinSR)仪器编号:A23000089产地:日本生产厂家:日本型号:SpinSR出厂日期:20231008购置日期:20231008样品要求:共聚焦拍摄的样品均可。预约说明:1.  全固体5色激光器:405nm,488nm,561nm,640nm,514nm,

荧光显微镜:内置了照明和滤光片用于成像

荧光显微镜的基础荧光显微镜非常适用于测量和分析各种光波长的吸收和激发。内置荧光显微镜设置利用平板分光器将照明器的光源转折平行光学路径。从机械的角度来说,此设置的复杂程度低于其他数字视频显微镜系统,其设置就如图1所示。与大多数光学系统一样,此系统同样具备了传感器、光学组件以及受检测物体。基于本次讨论目

前沿显微成像技术专题之:光片荧光显微镜(二)

上一篇简单介绍了光片荧光显微镜的一些基本知识,光片显微镜的诞生大大拓展了生命科学的研究视野,但它也有一些需要克服的天生缺陷和技术难点。本期就让我们从这里开始,一步步追寻光片显微镜的发展足迹。静态光片和技术难点正如我们在上一期提到的那样,传统的光片是由高斯光束通过一个柱形透镜来实现的。 最初,只用一个