超分辨显微：突破衍射极限，向纳米分辨进军！

我们的原创进展

我们超分辨光学显微课题组在刘旭教授的带领下，很多年前就开始了超分辨成像技术的相关研究，在超分辨成像两个主要分支上有了原创性进展。比如，我们搭建了国内首套门控荧光受激发射损耗(g-STED)光学显微系统，它的基本原理与STED相似，但我们用了门控的方法，控制了“拍照”时间，这样，它的空间分辨率可以达到38纳米(~λ/14)，在此基础上，我们又加入了微分方法进行优化，这样，分辨率还能进一步推进。在STORM这一分支，我们也给出了部分光点“随机”呈现的另外一种方法：荧光自行消退的过程中，本身就是一个随机的过程，我们将这一过程不同时期的照片做一个叠加分析和处理，便可以得到一幅清晰的、真实的、完整的图像。

当前很多生物学、医学方面的研究都会使用荧光标记，无论是STED还是STORM，观测的都是被荧光标记过的细胞结构。那么没有荧光标记的情况下，是否可以进行“天然”地超分辨观察？这方面，我们也在探索，是否能够通过被观测物体的折射率来进行分析，目前，我们已经在实验上提出了~λ/7分辨率的显微装置。

浙江大学的学科很齐全，我们经常和生仪学院、医学院的教授聚在一起，听听他们在研究上的需求。目前，在生物和医学研究应用比较广泛的光学显微镜是共聚焦显微镜，而分辨率比它更高的超分辨显微镜，我国还只有个别研究机构有。最近，我们打算把我们搭建的g-STED光学显微系统送到医学院段树民教授的实验室，供科学家们使用。我们同时希望这一成果能很好地向产业界转化，我们与宁波永新光学股份有限公司合作申请了宁波市科技创新团队项目。

再回到科学，诺贝尔奖物理奖曾两次颁给显微镜设计领域的科学家，1953年诺贝尔颁给了发明相衬显微镜的泽尔尼克，这种显微镜适用于观察具有很高透明度的对象；1986年一半授予德国的恩斯特·鲁斯卡,他设计了第一架电子显微镜；另一半则授予了设计出扫描隧道显微镜的鲁西利康和罗雷尔。那么，突破衍射极限的超分辨电子显微镜的发明会不会获奖呢？现在还很难说，这要看这一技术是否真正对生物学、医学等领域的研究产生了变革性的推动了。希望超分辨显微技术能帮助纳米工程、生物工程、医学、材料学等相关研究领域科学家获得更多的发现。