北京大學分子醫(yī)學研究所陳良怡團隊聯(lián)合華中科技大學譚山團隊發(fā)明了一種超靈敏結(jié)構(gòu)光超高分辨率顯微鏡——海森結(jié)構(gòu)光顯微鏡(Hessian SIM)。
此項突破一方面是基于硬件自主設(shè)計的新偏振旋轉(zhuǎn)玻片陣列、高精度的時序控制程序以及高數(shù)值孔徑物鏡的應(yīng)用；另一方面是創(chuàng)新的重構(gòu)算法，借鑒了人眼區(qū)分信號和噪聲的機制，提出將生物樣本在多維時空上連續(xù)，而噪聲是*隨機分布的先驗知識用于構(gòu)建海森矩陣，指導(dǎo)超高分辨率熒光圖像的重建。
超靈敏海森結(jié)構(gòu)光顯微鏡是目前成像時間長、時間分辨率高的超高分辨率顯微鏡，適用于各種細胞、不同探針的熒光成像。可以說，所有應(yīng)用點掃描共聚焦顯微鏡的場景都可以使用海森結(jié)構(gòu)光顯微鏡，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。
該論文的*作者為北京大學黃小帥、華中科技大學范駿超和北京大學李柳菊，通訊作者為北京大學陳良怡、華中科技大學譚山。工作得到了國家自然科學基金委重大儀器研制基金、重大研究計劃專項、科技部國家重點研發(fā)計劃基金、重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃和北京市自然科學基金委重點項目的資助。陳良怡、黃小帥等主創(chuàng)成員參與了早先發(fā)表于Nature Methods的高分辨率微型化雙光子顯微鏡的研制，榮獲2017年中國科學進展等榮譽。未來，他們將進一步實現(xiàn)微型化海森結(jié)構(gòu)光的顯微在體成像。
與受激輻射損耗超高分辨率顯微鏡(STED)相比，海森結(jié)構(gòu)光顯微成像以的時間分辨率、極低的光毒性在活細胞超高分辨率成像方面占顯著優(yōu)勢超靈敏海森結(jié)構(gòu)光顯微鏡，是目前成像時間長、時間分辨率高的超高分辨率顯微鏡，適用于各種細胞、不同探針的熒光成像。該項研究對吼需研究開展以及前景應(yīng)用方面具有重大意義。
顯微鏡是由一個透鏡或幾個透鏡的組合構(gòu)成的一種光學儀器，是人類進入原子時代的標志。主要用于放大微小物體成為人的肉眼所能看到的儀器。顯微鏡分光學顯微鏡和電子顯微鏡：光學顯微鏡是在1590年由荷蘭的詹森父子所*?，F(xiàn)在的光學顯微鏡可把物體放大1600倍，分辨的小極限達波長的1/2，顯微鏡機械筒長度一般是160毫米，其中對顯微鏡研制，微生物學有巨大貢獻的人為列文虎克、荷蘭籍。
在中國，1958年研制成功透射式電子顯微鏡，其分辨本領(lǐng)為3納米，1979年又制成分辨本領(lǐng)為0.3納米的大型電子顯微鏡。
電子顯微鏡的分辨本領(lǐng)雖已遠勝于光學顯微鏡，但電子顯微鏡因需在真空條件下工作，所以很難觀察活的生物，而且電子束的照射也會使生物樣品受到輻照損傷。其他的問題，如電子槍亮度和電子透鏡質(zhì)量的提高等問題也有待繼續(xù)研究。
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