基于單分子定位的超分辨顯微成像技術(shù)自2006年提出以來發(fā)展迅速，該技術(shù)巧妙利用特殊熒光分子的光開關(guān)特性，結(jié)合單分子成像和質(zhì)心擬合算法，繞過衍射現(xiàn)象的限制，把熒光顯微鏡的分辨率提高了一個數(shù)量級，解析了眾多未知的細(xì)胞納米結(jié)構(gòu)，提升了對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的認(rèn)知。但長期以來，受定位原理的限制，其軸向分辨率比側(cè)向低2-3倍(一般為50 nm左右)，影響了其三維解析能力和應(yīng)用。
中國科學(xué)院院士、生物物理所研究員徐濤課題組與研究員紀(jì)偉課題組在Nature Methods上，發(fā)表了題為Molecular-scale axial localization by repetitive optical selective exposure的研究論文，提出一種軸向單分子定位成像新技術(shù)，并研制出新型干涉定位顯微鏡(ROSE-Z)，把單分子定位成像的軸向分辨率提升到納米尺度。
課題組在2019年突破單分子定位顯微鏡側(cè)向分辨率后的延伸研究(Nature Methods)，繼上個工作把側(cè)向分辨極限推進(jìn)到3 nm后，該工作通過引入非對稱干涉光路，進(jìn)一步在新的維度上突破了軸向分辨率的極限，比傳統(tǒng)的柱面鏡成像方法提高6倍以上定位精度。利用ROSE-Z顯微鏡，團(tuán)隊對細(xì)胞樣品進(jìn)行了納米精度三維雙色成像，并驗證了細(xì)胞厚樣品成像能力，證明該方法具備優(yōu)異的軸向分辨率及操作便捷性，可促進(jìn)細(xì)胞納米結(jié)構(gòu)的研究。
徐濤和紀(jì)偉為論文共同通訊作者，高級工程師谷陸生、工程師李媛媛、博士生張淑文為論文共同第一作者。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金委員會、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(B類)"生物大分子復(fù)合體結(jié)構(gòu)與功能的跨尺度研究"以及北京市科學(xué)技術(shù)委員會等的資助。
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