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化學所在超高分辨熒光成像應(yīng)用研究方面取得系列進展

作者:宋檢 時間:2022-11-22 來源:互聯(lián)網(wǎng)

超高分辨率熒光顯微鏡是近年來興起的新技術(shù),它可以超越遠場光學顯微鏡的分辨率*限,即阿貝*限(200納米左右),直接檢測到幾十納米的精細結(jié)構(gòu)。與能達到相同或更高分辨率的X光顯微鏡、各類電子顯微鏡及原子力顯微鏡相比,超高分辨熒光成像的優(yōu)勢是在常溫常壓和基本不損傷生物樣本活性的條件下,獲得其納米尺度的圖像信息。

其基本原理是用光切換(photoswitchable)或光活化(photoactivable)熒光探針標記樣本,通過紫外活化光激活少量熒光探針,利用讀出光進行單分子成像,再對其進行點分布函數(shù)(Pointspreadfunction)擬合,在空間上精度定位。因為只有少量熒光探針被激活,探針間平均距離大于阿貝*限的情況下,才能準確分辨每一個熒光分子并精確定位。將大量單分子定位信息疊加,由此獲得超越阿貝*限的超高分辨率的光學圖像,理想情況下可以達到或好于50納米分辨率,由此稱之為隨機光學重建顯微鏡(StochasticOpticalReconstructionMicroscopy,STORM)或光活化定位顯微鏡(Photo-ActivatedLocalizationMicroscopy,PALM)。

在科技部、國家自然科學基金委、中國科學院和化學研究所的支持下,化學所膠體、界面與化學熱力學院重點實驗室李峻柏課題組研究人員在超高分辨圖像采集和數(shù)據(jù)分析方面發(fā)展了實時單分子定位的程序包SNSMIL,該程序包可廣泛應(yīng)用于高背景成像的數(shù)據(jù)分析(ScientificReports2015,5,11073)。同時,用此方法獲得了被細胞內(nèi)吞后的外源脂質(zhì)體在細胞骨架上的分布和運動軌跡,為研究脂質(zhì)體或外源組裝體與細胞作用提供了重要的檢測手段(ScientificReports2015,5,16559)。

在前期研究中,研究人員利用分子組裝技術(shù)構(gòu)建了多孔碳酸鈣/納米粒子復(fù)合膠體顆粒(Adv.Mater.2012,24,2663–2667),并獲得了功能化的環(huán)境響應(yīng)性微球(Adv.Funct.Mater.2012,22,2673–2681)。*近他們首次利用(d)STORM觀測到生物礦化過程中參與結(jié)晶的蛋白質(zhì)分布信息,為研究蛋白質(zhì)誘導(dǎo)生物礦化的機理提供了重要的實驗手段(Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,908-911)。

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