中国高端仪器取得突破,光学显微镜的分辨率提高到60纳米!
发布时间:2022-05-05 711人看过
显微镜是重要的科学仪器,显微镜的诞生,拓宽了人类的眼界,带领人类进入微观世界。利用显微镜,人类可以看到细胞机构、微生物、材料的微观机构等,在此基础上进行研究和分析,从而产生大量发明和发现,推动了科学的发展。自显微镜发明以来,科学家们不断提升显微镜的性能,新技术层出不穷,更强大的显微镜能够进一步提升科技水平。
由于显微镜对科学有着重大贡献,显微镜领域的多项重大发明都获得了诺贝尔奖。
1953年,荷兰人弗里茨·塞尔尼克因因相衬显微技术而获得了诺贝尔物理学奖。
1986年,德国人恩斯特·鲁斯卡作为透视电子显微镜的发明人,获得了诺贝尔物理学奖。
1986年,德国人格尔德·宾宁和荷兰人海因里希·罗雷尔研制出扫描隧道显微镜,获得了诺贝尔物理学奖。
2014年,美国人艾力克·贝齐格、美国人莫尔纳尔和德国人斯特凡·赫尔凭借超分辨荧光显微镜,获得了诺贝尔化学奖。
2017年,瑞士雅克·杜博歇、德国人约阿希姆·弗兰克、英国理查德·亨德森研发出低温电子显微镜,获得了诺贝尔化学奖。
其中超分辨荧光显微镜的出现,使得光学显微镜进入纳米级尺度。现在,中国研究团队进一步提升光学显微镜的性能,在光学超分辨显微成像技术领域取得突破性进展。哈尔滨工业大学仪器学院和北京大学未来技术学院合作,在低光毒性条件下,把结构光显微镜的分辨率从110纳米提高到60纳米,该显微镜是目前活细胞光学显微成像中分辨率最高的超分辨显微镜,并实现564帧/秒、成像时间达到1小时以上。中国团队提出了一种计算显微成像算法,可以突破光学衍射极限,加上荧光成像的前向物理模型以及压缩感知理论,同时结合稀疏性与时空连续性的双约束条件,开发出稀疏解卷积技术,提高了时空分辨率和频谱,从而研发出超快结构光超分辨荧光显微镜系统。这项技术适用于大多数荧光显微镜成像系统模态,能够实现近两倍的稳定空间分辨率提升,将在生物科学领域发挥重大作用。