北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所陳良怡團(tuán)隊(duì)聯(lián)合華中科技大學(xué)譚山團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種超靈敏結(jié)構(gòu)光超高分辨率顯微鏡——海森結(jié)構(gòu)光顯微鏡(Hessian SIM)。

此項(xiàng)突破一方面是基于硬件自主設(shè)計(jì)的新偏振旋轉(zhuǎn)玻片陣列、高精度的時(shí)序控制程序以及高數(shù)值孔徑物鏡的應(yīng)用；另一方面是創(chuàng)新的重構(gòu)算法，借鑒了人眼區(qū)分信號(hào)和噪聲的機(jī)制，提出將生物樣本在多維時(shí)空上連續(xù)，而噪聲是*隨機(jī)分布的先驗(yàn)知識(shí)用于構(gòu)建海森矩陣，指導(dǎo)超高分辨率熒光圖像的重建。

超靈敏海森結(jié)構(gòu)光顯微鏡是目前成像時(shí)間長、時(shí)間分辨率高的超高分辨率顯微鏡，適用于各種細(xì)胞、不同探針的熒光成像。可以說，所有應(yīng)用點(diǎn)掃描共聚焦顯微鏡的場(chǎng)景都可以使用海森結(jié)構(gòu)光顯微鏡，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。

該論文的*作者為北京大學(xué)黃小帥、華中科技大學(xué)范駿超和北京大學(xué)李柳菊，通訊作者為北京大學(xué)陳良怡、華中科技大學(xué)譚山。工作得到了國家自然科學(xué)基金委重大儀器研制基金、重大研究計(jì)劃專項(xiàng)、科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃基金、重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃和北京市自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目的資助。陳良怡、黃小帥等主創(chuàng)成員參與了早先發(fā)表于Nature Methods的高分辨率微型化雙光子顯微鏡的研制，榮獲2017年中國科學(xué)進(jìn)展等榮譽(yù)。未來，他們將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)微型化海森結(jié)構(gòu)光的顯微在體成像。

與受激輻射損耗超高分辨率顯微鏡(STED)相比，海森結(jié)構(gòu)光顯微成像以的時(shí)間分辨率、極低的光毒性在活細(xì)胞超高分辨率成像方面占顯著優(yōu)勢(shì)超靈敏海森結(jié)構(gòu)光顯微鏡，是目前成像時(shí)間長、時(shí)間分辨率高的超高分辨率顯微鏡，適用于各種細(xì)胞、不同探針的熒光成像。該項(xiàng)研究對(duì)吼需研究開展以及前景應(yīng)用方面具有重大意義。

顯微鏡是由一個(gè)透鏡或幾個(gè)透鏡的組合構(gòu)成的一種光學(xué)儀器，是人類進(jìn)入原子時(shí)代的標(biāo)志。主要用于放大微小物體成為人的肉眼所能看到的儀器。顯微鏡分光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡：光學(xué)顯微鏡是在1590年由荷蘭的詹森父子所*?，F(xiàn)在的光學(xué)顯微鏡可把物體放大1600倍，分辨的小極限達(dá)波長的1/2，顯微鏡機(jī)械筒長度一般是160毫米，其中對(duì)顯微鏡研制，微生物學(xué)有巨大貢獻(xiàn)的人為列文虎克、荷蘭籍。

在中國，1958年研制成功透射式電子顯微鏡，其分辨本領(lǐng)為3納米，1979年又制成分辨本領(lǐng)為0.3納米的大型電子顯微鏡。

電子顯微鏡的分辨本領(lǐng)雖已遠(yuǎn)勝于光學(xué)顯微鏡，但電子顯微鏡因需在真空條件下工作，所以很難觀察活的生物，而且電子束的照射也會(huì)使生物樣品受到輻照損傷。其他的問題，如電子槍亮度和電子透鏡質(zhì)量的提高等問題也有待繼續(xù)研究。