超分辨率成像101
以空前的细节探索生命的真实本质
超分辨率光学显微镜使您能够以更多的细节研究亚细胞结构和动态。使用 LIGHTNING 技术时，共聚焦图像采集的空间分辨率提高了一倍，而使用 STED 时可以在纳米尺度上提供洞察。了解更多关于徕卡超分辨率方法的信息，以及它们如何在病毒学、免疫学、神经科学和癌症研究领域推动新发现。
什么是超分辨率显微镜？
超分辨率显微镜是一种光学成像技术，克服了光的衍射极限，允许以比传统光学显微镜更多的细节可视化亚细胞结构和动态。使用 STED（受激发射损耗）和纳米成像可以实现 30 纳米的分辨率。纳米级分辨率揭示了关于亚细胞结构和相互作用的更多细节信息。
超分辨率显微镜在病毒学、免疫学、神经科学和癌症研究领域推动了突破性的发现。
用于细胞生物学应用的多彩 TauSTED Xtend 775，要求对多个细胞组分进行纳米级分辨率成像。细胞显示出波形蛋白纤维（AF 594）、肌动蛋白网络（ATTO 647N）和核孔篮（CF 680R）。样本由布里吉特·贝尔格纳、马里亚诺·冈萨雷斯·皮斯菲尔、斯特芬·迪特策尔提供，生物医学中心生物成像核心设施，路德维希-马克西米利安大学，德国慕尼黑。
关于超分辨率
由于光的衍射极限，“传统”的荧光显微镜技术无法分辨低于 240 纳米的结构。因为生物学并不止步于这个尺度，因此所谓的超分辨率显微镜技术是不可或缺的。LIGHTNING 和 STED 是两种引人注目的徕卡超分辨率共聚焦方法，用于以更高的精度展示结构，并揭示无法看到的细节。
LIGHTNING 检测概念基于自适应去卷积，有效地将横向分辨率提高到 120 纳米。使用 LIGHTNING，您可以探测从微管动态到亚细胞区室结构的样本。
STED 纳米显微镜将超分辨率提升到一个新的水平，使您能够常规地实现低于 30 纳米的横向分辨率。通过 STED，您可以在体内剖析细胞结构和功能，例如染色质和核孔的重组、神经元结构的微小变化、线粒体和突触囊泡的细胞内运输、病毒颗粒的进入、蛋白质复合物的共定位等。
细菌鞭毛的图像：相关的三色共聚焦-LIGHTNING-STED 成像允许同时使用互补的方法来研究和验证样本。样本由德国柏林洪堡大学的 Marc Erhardt 提供。
超分辨率显微镜是如何工作的？
超分辨率显微镜可以通过多种方式进行。
● LIGHTNING 检测概念使超分辨率共聚焦显微镜成为可能。与传统的去卷积技术使用全图像的全局参数集不同，它基于一种自适应去卷积过程，该过程使用体素特定的决策掩模来寻找合适的去卷积参数。得益于强大的 GPU 计算，LIGHTNING 能够在近实时的情况下同时处理多种颜色。结合共振扫描仪，它还提供了大视场和高帧率。
● 受激发射损耗（STED）方法与共聚焦技术结合，可实现超分辨率荧光显微术。STED支持多通道成像，并在三维空间内实现各向同性的超分辨率成像。其原理基于：使用激发荧光团的波长照射衍射极限光斑，同时以引发退激发或受激发射的波长照射环形区域。此设计使仅有亚衍射区域处于激发态，从而实现比传统衍射极限光学显微术更高的分辨率。徕卡显微系统的独特TauSTED功能可在提升STED分辨率的同时，消除不必要的背景噪声。
FluoCells 小鼠肠道切片。杯状细胞的粘液，灰色，Alexa Fluor 350 WGA。细胞核，绿色，SYTOX Green。丝状肌动蛋白，红色，Alexa Fluor 568 phalloidin。
超分辨率显微镜与电子显微镜有什么区别？
超分辨率显微镜利用可见光光学来可视化样本，而电子显微镜则利用电子束对样本进行成像。这两种技术各有优缺点，但只有超分辨率显微镜提供了对活体标本进行实验、标记多个分子靶标以赋予其特定对比度以及方便样本准备的优势。
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