自2014年诺贝尔化学奖授予了超分辨显微技术以来,超分辨成像技术取得了巨大的进步,成像的分辨率得到了进一步的提高。然而受限于荧光分子单位时间内发出的光子数,超分辨成像技术在时间分辨率和空间分辨率上难于获得同等提高。 近日,发表在《Nature Biotechnology》上的一项题为“Sparse deconvolution improves the resolution of live-cell super-resolution fluorescence microscopy”的研究中,来自哈尔滨工业大学和北京大学的研究团队发明了基于新计算原理的超分辨显微成像技术,进一步拓展荧光显微镜的分辨率极限。在时空分辨率上成功将空间分辨率从110nm提高到60nm,同时保持毫秒级的时间分辨率 研究人员通过提出“荧光图像的分辨率提高等价于图像的相对稀疏性增加”这个通用先验知识,结合之前提出的信号时空连续性先验知识,发明了两步迭代解......阅读全文
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可兼得
分析测试百科网讯,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。随后显微镜广泛应用于科学研究、工业、医疗卫生等领域,在光学显微镜后又出现电镜及原子力显微镜等技术,后者虽然实现了纳米级的分辨率,但这些技术对样品破坏性较大,并不适合生物样品,特别是活体样品的观测。迄今为止,光学显
2014年诺贝尔化学奖授予了荧光超分辨显微技术,利用荧光分子的化学开关特性(PALM/FPALM/STORM)或者物理的直接受激辐射现象(STED),实现超越衍射极限的超分辨成像。尽管如此,活细胞中的超分辨率成像仍然存在两个主要瓶颈: (1)超分辨率的光毒性限制了观察活细胞中精细生理过程;(2
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
1月21日,中国科学院生物物理所、广州生物岛实验室研究员李栋课题组,与清华大学自动化系、脑与认知科学研究院教授戴琼海课题组,在Nature Methods上以长文(Article)形式发表了题为Evaluation and development of deep neural net
1月21日,中国科学院生物物理所、广州生物岛实验室研究员李栋课题组,与清华大学自动化系、脑与认知科学研究院教授戴琼海课题组,在Nature Methods上以长文(Article)形式发表了题为Evaluation and development of deep neural networks
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
2019年,全球超高分辨率显微镜(super-resolution microscopes,SRM)市场规模为26亿美元,预计从2020年到2027年复合增长率(CAGR)为8.7%。在预测期内推动该市场增长的关键因素包括:在生命科学行业中的应用不断增加、技术进步以及对纳米技术的日益关注。共聚焦和荧
超分辨率显微镜发展历程 毫无疑问,自16世纪以来,光学显微镜已经历漫长的旅程。首次被知晓的复合显微镜是由Zacharias和Hans Janssen构造的。尽管这些显微镜没有保存下来,但人们确信这些显微镜已能够将放大倍率从3倍提高到9倍。17世纪末期,Leeuwenhoek首次将放大倍率和
来自美国霍华德休斯医学研究所Janelia研究园、中国科学院生物物理研究所、美国国立科学研究院、哈佛医学院等的科学家们,借助其发展的新光学超分辨率成像技术,在前所未有的高分辨率条件下研究了活体细胞内的动态生物过程。他们的新方法显著提高了结构光照明显微镜(structured illuminati
来自美国霍华德休斯医学研究所,Janelia研究园的科学家们,借助其发展的新光学超分辨率成像技术,在前所未有的高分辨率条件下研究了活体细胞内的动态生物过程。他们的新方法显著的提高了结构光照明显微镜(structured illumination microscopy, SIM)的分辨率,一种最适
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
对于传统的光学显微镜,光的衍射让成像分辨率限制在大约250 nm。如今,超分辨率技术可以将此提高10倍以上。这种技术主要通过三种方法实现:单分子定位显微镜,包括光敏定位显微镜(PALM)和随机光学重建显微镜(STORM);结构照明显微镜(SIM);以及受激发射损耗显微镜(STED)。
【导语】2014年诺贝尔化学奖颁给了超高分辨率领域的三位学者。仿佛是“忽如一夜春风来”,超高分辨率技术在2014年迎来了历史性的进展。此次“2015年激光共焦超高分辨显微学学术研讨会”为
对于传统的光学显微镜,光的衍射让成像分辨率限制在大约250 nm。如今,超分辨率技术可以将此提高10倍以上。这种技术主要通过三种方法实现:单分子定位显微镜,包括光敏定位显微镜(PALM)和随机光学重建显微镜(STORM);结构照明显微镜(SIM);以及受激发射损耗显微镜(STED)。 如何选择
1873年,德国医师Ernst Abbe 提出了“衍射极限”的概念。他预测,由于光的基本衍射性质,光学显微镜无法实现200nm以下的分辨率。实际上,当两个相隔很近的物点同时发光时,得到的图像是模糊的,无法分辨。超分辨率显微镜(SRM)的诞生打破了一个世纪多以来一直被认为无法突破的瓶颈。 
整个20世纪,科学家始终认为光学显微镜的分辨率不可能超过200纳米。也就是说,只要两点之间的距离小于200纳米,用光学显微镜便无法分辨清楚。但随着21世纪的到来,有关研究揭示,这个分辨率极限其实是可以跨越并解决的。撰文 | Stefan Hell 德国物理学家、马克斯·普朗克生物物理化学研究所所长,
对于传统的光学显微镜,光的衍射让成像分辨率限制在大约250 nm。如今,超分辨率技术可以将此提高10倍以上。这种技术主要通过三种方法实现:单分子定位显微镜,包括光敏定位显微镜(PALM)和随机光学重建显微镜(STORM);结构照明显微镜(SIM);以及受激发射损耗显微镜(STED)。如何选择超分辨率
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
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
从列文虎克到21世纪,显微镜由一个看似牢不可破的原则所控制:分辨两个对象的能力受限于观察它们的光波波长。 但在2000年,研究人员显示出, 这种所谓的衍射极限可以被打破, 在接下来的十年中揭示了从 GSDIM和 PALM到 SIM、STED 和 STORM 的一系列像“字母汤”一样的超分辨率技术 。
近日,中国科学院苏州生物医学工程技术研究所显微光学团队在Optics Letters上发表了题为Frequency–spatial domain joint optimization for improving super-resolution images of nonlinear struc
近日,中国科学院苏州生物医学工程技术研究所显微光学团队在Optics Letters上发表了题为Frequency–spatial domain joint optimization for improving super-resolution images of nonlinear struc
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
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
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
克服光学衍射极限,观察到亚细胞尺度的生物结构和变化过程一直是生命科学研究的目标之一,也是超分辨显微镜诞生的目的所在。随着现代显微成像技术的发展和不断突破,超分辨显微成像大家庭也一直在补充新鲜血液。不过,这些形形色色的技术各自也都存在着不足:譬如前面几期中我们提到的 PALM/ STORM/DNA-P
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, supe
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
来自美国霍华德休斯医学研究所Janelia研究园、中科院生物物理所、美国国立科学研究院、哈佛医学院等的科学家们,借助其发展的新光学超分辨率成像技术,在前所未有的高分辨率条件下研究了活体细胞内的动态生物过程。他们的新方法显着的提高了结构光照明显微镜(structured illumination