顯微鏡是科研領(lǐng)域不可或缺的儀器之一。顯微鏡主要應(yīng)用在生物學領(lǐng)域，尤其是電子顯微鏡的發(fā)明，引發(fā)了生物學科的一場革命，使得細胞、病毒、細菌等微生物進入了人們的視線，讓人們對這個世界有了新的認識。此外，顯微鏡在物理、化學等領(lǐng)域也有著十分重要的應(yīng)用?？傮w來說，顯微鏡的出現(xiàn)，使得人們打開了微觀世界的大門，給醫(yī)學、生物學、物理學等領(lǐng)域的發(fā)展提供了可能。

發(fā)展到如今，顯微鏡技術(shù)已經(jīng)十分成熟，分辨率不斷提升，人們可以觀測到的極限被不斷超越。2006年，基于單分子定位的超分辨顯微成像技術(shù)被提出并迅速發(fā)展，該技術(shù)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，把熒光顯微鏡的分辨率提高了一個數(shù)量級。利用該技術(shù)，還解析了許多未知的細胞納米結(jié)構(gòu)，提升了對細胞結(jié)構(gòu)的認知。

但受定位原理的限制，其軸向分辨率比側(cè)向低2-3倍，影響了其三維解析能力和應(yīng)用。近日，中國科學院生物物理研究所發(fā)布文章，顯示中國科學院院士、生物物理所研究員徐濤課題組與研究員紀偉課題組提出了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。

干涉定位顯微鏡能提供高分辨率三維解析能力，且這種三維解析能力是現(xiàn)有柱面鏡成像方法所無法實現(xiàn)的。通過干涉定位顯微鏡的高分辨率三維解析能力，實現(xiàn)了對細胞內(nèi)微管直徑約40-50 nm中空結(jié)構(gòu)的解析。同時，研究團隊在干涉定位顯微鏡的基礎(chǔ)上擴展了多色成像和厚樣品成像功能，對細胞樣品進行了納米精度三維雙色成像，并驗證了細胞厚樣品成像能力。

該方法不僅具備良好的軸向分辨率，還有很高的可擴展性、操作便捷性，為細胞內(nèi)三維納米結(jié)構(gòu)的研究提供了良好的研究工具。

該項目受到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金委、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項(B類)"生物大分子復合體結(jié)構(gòu)與功能的跨尺度研究"及北京市科委等資助，目前被發(fā)表于Nature Methods雜志。

資料來源：中國科學院生物物理研究所

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