超分辨顯微鏡是一種能夠突破傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡分辨率極限的先進(jìn)顯微技術(shù),以下是其基本工作原理和優(yōu)點(diǎn)。
1.基于熒光成像:主要依賴熒光標(biāo)記的樣品進(jìn)行成像。樣品中的熒光分子在特定波長(zhǎng)的光激發(fā)下會(huì)發(fā)出熒光,通過(guò)檢測(cè)這些熒光信號(hào)來(lái)獲取樣品的圖像信息。
2.克服衍射極限:傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的分辨率受到光的衍射極限限制,而超分辨顯微鏡通過(guò)各種技術(shù)手段巧妙地繞過(guò)了這一限制。例如,結(jié)構(gòu)光照明顯微術(shù)(SIM)利用光的干涉條紋照亮樣品,使熒光分子產(chǎn)生高頻信息,再通過(guò)計(jì)算重構(gòu)獲得超分辨圖像;受激發(fā)射損耗顯微鏡(STED)則采用一束中心波長(zhǎng)為λ的激光聚焦到樣品上,同時(shí)用另一束波長(zhǎng)為λdep的激光包圍第一束激光,使周邊區(qū)域的熒光分子發(fā)生受激發(fā)射損耗而不發(fā)光,只保留中心極小區(qū)域內(nèi)的熒光發(fā)射,從而提高分辨率。
3.單分子定位與追蹤:一些超分辨技術(shù)如單分子定位顯微鏡(SMLM),通過(guò)控制熒光分子的開關(guān)狀態(tài),實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)分子的高精度定位和追蹤。多次重復(fù)這個(gè)過(guò)程,就能構(gòu)建出超分辨的圖像。
超分辨顯微鏡的使用注意事項(xiàng):
1.操作規(guī)范
-小心操作:在使用顯微鏡時(shí),要遵循正確的方法,例如在移動(dòng)儀器時(shí)要一只手握鏡臂,一只手扶鏡座,兩上臂緊靠胸壁,切勿用一只手斜提,前后擺動(dòng),以防鏡頭或其他零件跌落。
-距離把控:在觀察標(biāo)本時(shí),顯微鏡離實(shí)驗(yàn)臺(tái)邊緣應(yīng)保持一定距離,以免顯微鏡翻倒落地。鏡柱與鏡臂間的傾斜角度不得超過(guò)45度,用完立即還原。
2.環(huán)境要求
-穩(wěn)定放置:顯微鏡要放在一個(gè)平穩(wěn)的地方,當(dāng)實(shí)驗(yàn)室或?qū)嶒?yàn)臺(tái)的振動(dòng)太大時(shí),可以用某種穩(wěn)健的臺(tái)子來(lái)安置顯微鏡。
-控制溫濕度:保持適宜的環(huán)境溫度和濕度,避免因溫濕度變化影響顯微鏡性能和樣品狀態(tài)。