图像扫描显微镜技术超越极限

来自University of Warsaw与Weizmann Institute of Science的研究人员合作研究了一种荧光显微镜方法，它在理论上没有分辨率限制。实际上这个团队展示的这种显微镜比光衍射极限提高了四倍。

这项技术采用了超分辨率光学波动图像扫描显微镜(SOFISM)，利用萤光标记光发射过程中产生的自然波动，进一步提高了图像扫描显微镜(ISM)的空间分辨率。ISM 本身就是一种新兴技术，它使用共聚焦显微镜，其中探测器阵列取代了单个探测器。在SOFISM中，研究人员计算了多个探测器检测到的强度的相关性。原则上，第 n 阶相关性的测量可导致 2n 分辨率的因子改进(相对于衍射限制)。实际上高阶相关性的分辨率受测量信号噪声比的限制。

在标有量子点的固定3T3细胞中，3- × 3-µm微管的共聚焦扫描以两种方式进行分析。左上：图像扫描显微镜 (ISM)。右下：在经过Fourier 重新矫正后的超分辨率光学波动图像扫描显微镜 (SOFISM)。University of Warsaw供图。

来自University of Warsaw的Radek Lapkiewicz 说，“SOFISM 是易用性与分辨率之间的妥协。我们相信这种方法将填补复杂、难以使用的技术之间的空白，这些技术提供了非常高的分辨率以及易于使用的类似低分辨率的方法。SOFISM 在理论上没有分辨率的限制，我们在文章中演示的结果比衍射限制好四倍。研究还表明SOFISM方法在三维生物结构成像方面具有很好的潜力。”

“直到最近，SPAD阵列探测器还非常昂贵，其技术参数不足以应用在基于相关性的显微镜。这种情况最近发生了变化。去年推出的新SPAD探测器消除了技术和价格方面的障碍。我们认为荧光显微镜技术，比如SOFISM可能在几年后成为广泛应用于显微检测领域。”

这项研究成果发表在《Optica》上(www.doi.org/10.1364/OPTICA.399600).