新型顯微技術成功用于生物成像

  中科院西安光機所瞬態光學與光子技術國家重點實驗室姚保利研究組，將基于數字微鏡器件和LED照明的顯微技術成功用于生物醫學研究，從而為深層生物樣品大面積快速三維成像提供了一種新的技術手段。相關成果日前發表在《自然》子刊《科學報告》雜志上。

    大到宇宙，小到分子，看得更遠、更細、更清楚是人類不斷追求的目標。為突破光的衍射極限，近年來出現了不少光學超分辨方法，如光激活定位法、隨機光學重構法、受激發射損耗法等。但這幾種超分辨成像技術速度較慢，而且需要一些特殊染料標記樣品。另外一種方式是使用結構光照明的顯微技術（SIM）。它使用特殊調制的光場照明樣品，通過空間頻譜處理的方式獲得超分辨圖像。目前，只有美、德、英、日等幾個國家掌握該技術，我國在這方面相對滯后。

    據了解，姚保利研究組提出并實現了基于數字微鏡器件和LED照明的SIM技術。與激光干涉照明SIM技術相比，該技術能夠獲得更高的空間分辨率、更快的成像速度和更好的圖像質量，而且大大降低了裝置的復雜性和成本。經測定，系統的橫向分辨率達90納米，是目前上同類技術的水平。

    此次研究組與第四軍醫大學和德國康斯坦茨大學合作，利用該系統成功獲得了牛肺動脈內皮細胞線粒體和小鼠腦神經元細胞的超分辨圖像，并且實現了小鼠腦神經元細胞和植物花粉的三維光切片成像，其成像深度和成像速度比當前同類切片顯微技術均提高了約10倍