非线性结构光照明超分辨显微成像系统过验

非线性结构光照明超分辨显微成像系统过验

 结构光照明荧光显微术是一种可突破阿贝衍射极限的宽场显微成像技术,因其非侵入、成像速度快及光损伤小等优点在生物医学研究中具有广泛的应用前景。6月1日,中国科学院条件保障与财务局组织专家在中国科学院生物物理研究所对中科院科研装备研制项目“非线性结构光照明超分辨显微成像系统”进行了验收。

 该项目由中科院苏州生物医学工程技术研究所与生物物理所在2014年联合申报,其中苏州医工所作为研制单位,生物物理所作为用户单位。研制工作由苏州医工所研究员李辉课题组具体组织实施,2016年9月李辉课题组将研制的非线性SIM超分辨显微镜送至生物物理所进行测试试用。在本套系统中,课题组提出了基于结构光+结构光激发的弱光非线性结构光照明超分辨成像方法,并采用铁电液晶空间光调制器替代机械光栅,结合FPGA并行同步控制系统,实现了更灵活的成像方式和更快的成像速度。同时课题组开发了能够适用于弱信号样品的SIM/NL-SIM超分辨图像重建算法和软件。利用该设备对荧光微球、细胞内质网、线粒体、细胞核以及细胞骨架等生物样品进行观测,实现了线性SIM模式下100nm横向分辨率,非线性SIM模式下62nm横向分辨率。

 专家组听取了项目工作报告、财务报告、用户使用报告,并进行了现场测试验收。经过现场测试并充分讨论后,专家组认为,项目各项技术指标均达到或优于实施方案要求,满足生物医学成像超分辨观测应用需求,一致同意“非线性结构光照明超分辨显微成像系统”通过验收。

 该项研究获得了科技部973项目(2012CB821304)及国家自然科学基金项目(批准号11674036, 11078022 和 61378040)的支持。

 编辑点评

 传统的光学显微镜受到光学衍射极限的限制,无法直接观察一些重要分子如基因、结构蛋白、免疫蛋白复合物、活性因子等是如 何在细胞内得到表达、如何组成细胞的基本结构体系,如何调节细胞的主要生命活动,如细 胞增殖、细胞分化、细胞凋亡与细胞信号传递等。非线性结构光照明超分辨显微成像系统分辨率达到亚微米甚至纳米分辨率的超分辨光学显微技术能够克服传统光学显 微镜和电子显微镜的缺陷,突破衍射极限,实现在细胞水平上的超分辨成像能力。