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熒光顯微鏡的分辨率
圖 1. 熒光顯微鏡的分辨率
顯微鏡的分辨率被定義為“可以區(qū)分兩個(gè)鄰近點(diǎn)和不同點(diǎn)的最小距離。"顯微鏡使用透鏡來(lái)放大和觀察物體，原則上可以通過(guò)組合透鏡來(lái)無(wú)限增加放大倍數(shù)。
然而，對(duì)于使用光觀察樣品的光學(xué)顯微鏡來(lái)說(shuō)，由于光的一種特性——衍射，其分辨率極限約為光波長(zhǎng)的一半。這被認(rèn)為是顯微鏡分辨率的理論極限，但突破這一極限的技術(shù)被開發(fā)出來(lái)，開發(fā)者于 2014 年榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
這種技術(shù)被稱為“超分辨率顯微鏡"。在超分辨率顯微鏡出現(xiàn)之前，熒光顯微鏡的分辨率極限約為250 nm，但采用超分辨率顯微鏡，可以獲得15至100 nm的高分辨率，接近電子顯微鏡的分辨率。超分辨率顯微鏡使用多種技術(shù)來(lái)避免分辨率限制因素并實(shí)現(xiàn)高分辨率。
超分辨率顯微鏡大大提高了分辨率并獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，其中包括“PALM"和“STED"等方法。 “PALM"和“STED"通過(guò)使用特殊的光學(xué)系統(tǒng)和特殊的染料，已經(jīng)能夠突破熒光顯微鏡分辨率的限制。使用各種其他技術(shù)的超分辨率顯微鏡已經(jīng)被創(chuàng)造出來(lái)，并且許多公司正在將其商業(yè)化。
2. 熒光顯微鏡的優(yōu)點(diǎn)
圖2. 可以用熒光顯微鏡觀察的物體
熒光顯微鏡的優(yōu)點(diǎn)是它可以以視覺(jué)信息的形式詳細(xì)觀察分子行為和細(xì)胞結(jié)構(gòu)。根據(jù)目的使用適當(dāng)?shù)臒晒怙@微鏡，可以以高時(shí)間和空間分辨率觀察目標(biāo)。
還可以使用多種染料觀察物體。例如，當(dāng)兩種不同的蛋白質(zhì)用紅色和綠色熒光物質(zhì)標(biāo)記并觀察時(shí)，如果某些區(qū)域顯示黃色，則表明這兩種蛋白質(zhì)可能存在于細(xì)胞內(nèi)的同一位置。
根據(jù)目的和應(yīng)用開發(fā)了各種熒光材料和熒光顯微鏡，其在生命科學(xué)研究和臨床研究中的重要性日益增加。
