自2014年諾貝爾化學獎授予了超分辨顯微技術以來，超分辨成像技術取得了巨大的進步，成像的分辨率得到了進一步的提高。然而受限于熒光分子單位時間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)，超分辨成像技術在時間分辨率和空間分辨率上難于獲得同等提高。
近日，發(fā)表在《Nature Biotechnology》上的一項題為“Sparse deconvolution improves the resolution of live-cell super-resolution fluorescence microscopy”的研究中，來自哈爾濱工業(yè)大學和北京大學的研究團隊發(fā)明了基于新計算原理的超分辨顯微成像技術，進一步拓展熒光顯微鏡的分辨率極限。在時空分辨率上成功將空間分辨率從110nm提高到60nm，同時保持毫秒級的時間分辨率
研究人員通過提出“熒光圖像的分辨率提高等價于圖像的相對稀疏性增加”這個通用先驗知識，結合之前提出的信號時空連續(xù)性先驗知識，發(fā)明了兩步迭代解卷積算法，即Sparse deconvolution方法，突破現(xiàn)有熒光顯微系統(tǒng)的光學硬件限制，首次實現(xiàn)通用計算熒光超分辨率成像。結合自主研發(fā)的超分辨率結構光（SIM）系統(tǒng)，實現(xiàn)目前活細胞光學成像中最高空間分辨率（60nm）下，速度最快（564Hz）、成像時間最長（1小時以上）的超分辨成像。結合商業(yè)的轉盤共聚焦結構光顯微鏡，實現(xiàn)四色、三維、長時間的活細胞超分辨成像。該工作在活細胞中實現(xiàn)了同時高時空分辨率長時程成像且方法具有普適性，可以廣泛用于寬場成像和其他超分辨成像技術以提高這些成像方法的分辨率。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41587-021-01092-2
注：此研究成果摘自《Nature Biotechnology》，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點和立場，僅供參考。
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