因此，如何規(guī)避現(xiàn)有的瓶頸，捕捉到活體狀態(tài)下亞細(xì)胞、蛋白的運(yùn)動(dòng)，成為了課題組要攻克的難題。

洞見新世界探尋生命原理

課題組提出了一種基于非共軸干涉系統(tǒng)的新型光學(xué)成像技術(shù)。該方法結(jié)合了結(jié)構(gòu)光照明顯微技術(shù)和多角度全內(nèi)反射照明顯微技術(shù)，適用于任何熒光染料標(biāo)記下的超分辨成像。

常規(guī)光學(xué)顯微鏡的分辨率具有極限，在可見光照明區(qū)域，橫向極限分辨率是成像光波長的一半(250-300納米)，軸向上500-600納米。而結(jié)構(gòu)光照明顯微技術(shù)只將橫向和軸向分辨率上提升了一倍。

課題組巧妙地把多角度全內(nèi)反射照明引入到結(jié)構(gòu)光照明顯微技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)了橫向分辨率~100納米，軸向分辨率~40納米的三維超分辨成像。

在成像速度提升方面，課題組通過利用變角度倏失場照明下的結(jié)構(gòu)光成像，并結(jié)合計(jì)算成像模型，使得三維成像速度大大提升。同時(shí)由于所需光劑量低，成像速度快，減少了熒光漂白，有利于長時(shí)程觀測。對活細(xì)胞內(nèi)線粒體和微管的成像結(jié)果如圖2所示，揭示了它們的三維動(dòng)態(tài)變化。

“對細(xì)胞膜附近的細(xì)胞器進(jìn)行三維快速超分辨成像，可以為亞細(xì)胞研究提供可能，揭示生命內(nèi)在規(guī)律?！睂Υ?，劉旭舉了如下例子：過去進(jìn)行藥物效果實(shí)驗(yàn)，大多只能通過整體的結(jié)果研究來了解藥物療效，而無法研究藥物是如何穿透細(xì)胞膜，如何運(yùn)動(dòng)以及如何相互作用的。未來就可通過MAIM顯微鏡，了解這些動(dòng)態(tài)過程，從而大大提高各種研究的效率。

這一新穎的成像技術(shù)已經(jīng)研制成儀器，目前正在產(chǎn)業(yè)化過程中。