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受激辐射损耗超分辨成像技术研究

魏通达 张运海 杨皓旻

魏通达, 张运海, 杨皓旻. 受激辐射损耗超分辨成像技术研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(6): 624001-0624001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0624001
引用本文: 魏通达, 张运海, 杨皓旻. 受激辐射损耗超分辨成像技术研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(6): 624001-0624001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0624001
Wei Tongda, Zhang Yunhai, Yang Haomin. Super resolution imaging technology of stimulated emission depletion[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(6): 624001-0624001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0624001
Citation: Wei Tongda, Zhang Yunhai, Yang Haomin. Super resolution imaging technology of stimulated emission depletion[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(6): 624001-0624001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0624001

受激辐射损耗超分辨成像技术研究

doi: 10.3788/IRLA201645.0624001
基金项目: 

国家重大科研装备研制项目(ZDYZ2013-1)

详细信息
    作者简介:

    魏通达(1986-),男,助理研究员,博士,主要从事超分辨显微成像方面的研究。Email:weitd@sibet.ac.cn

  • 中图分类号: O439

Super resolution imaging technology of stimulated emission depletion

  • 摘要: 受激辐射损耗显微成像(STED)是一种超分辨荧光显微成像技术,它能够突破传统光学衍射极限的限制,把远场光学分辨率提高到百纳米以内,被广泛应用于生物医学等领域,是目前光学显微成像领域研究的热点之一。采用了一种基于超连续谱皮秒脉冲白激光光源的STED显微系统,实现超分辨成像。并从精密合束、脉冲延迟和损耗光残留光强几个方面探讨系统优化,从而获得最佳的成像效果。对直径约25 nm荧光微球成像实验的数据表明:该系统成像分辨率可达约60 nm,分辨能力远远高于衍射极限。另外,系统成功实现了对核孔复合物、微管和微丝等一系列生物样品的超分辨成像,共聚焦成像中某些模糊不清的结构在STED成像中清晰可辨。
  • [1] Hell S W. Far-field optical nanoscopy[J]. Science, 2007, 316(5828): 1153-1158.
    [2] Liu Y, Ding Y, Alonas E, et al. Achieving /10 resolution CW STED nanoscopy with a Ti: sapphire oscillator[J]. PloS One, 2012, 7(6): e40003.
    [3] Eggeling C, Hell S W. STED Fluorescence Nanoscopy[M]. Belin: Springer, 2014.
    [4] Kuang C, Zhao W, Wang G. Far-field optical nanoscopy based on continuous wave laser stimulated emission depletion[J]. Review of Scientific Instruments, 2010, 81(5): 053709.
    [5] Nelson A J, Gunewardene M S, Hess S T. High speed fluorescence photoactivation localization microscopy imaging[C]//SPIE NanoScience+Engineering. International Society for Optics and Photonics, 2014: 91690P-91690P-7.
    [6] Achurra P, Holden S, Pengo T, et al. Super-Resolution Microscopy Techniques in the Neurosciences[M]. USA: Humana Press, 2014: 87-111.
    [7] Klein T, Proppert S, Sauer M. Eight years of single-molecule localization microscopy[J]. Histochemistry and Cell Biology, 2014, 141(6): 561-575.
    [8] Kim D, Bujny M, Zhuang X. Structural studies by correlative stochastic optical reconstruction microscopy and electron microscopy[J]. Biophysical Journal, 2014, 106(2): 606a.
    [9] Endesfelder U, Heilemann M. Advanced Fluorescence Microscopy: Method and Protocols[M]. New York: Springer, 2015: 263-276.
    [10] Tehrani K F, Xu J, Kner P A. Multi-color quantum dot stochastic optical reconstruction microscopy (qSTORM)[C]//SPIE, 2015, 9331: 93310C.
    [11] D'Este E, Kamin D, Gttfert F, et al. STED nanoscopy reveals the ubiquity of subcortical cytoskeleton periodicity in living neurons[J]. Cell Reports, 2015, 10(8): 1246-1251.
    [12] Honigmann A, Mueller V, Ta H, et al. Scanning STED-FCS reveals spatiotemporal heterogeneity of lipid interaction in the plasma membrane of living cells[J]. Nature Communications, 2013, 5: 5412.
    [13] Yu J Q, Yuan J H, Zhang X J, et al. Nanoscale imaging with an integrated system combining stimulated emission depletion microscope and atomic force microscope[J]. Chinese Science Bulletin, 2013, 58(33): 4045-4050.
    [14] Westphal V, Hell S W. Nanoscale resolution in the focal plane of an optical microscope[J]. Phys Rev Lett, 2005, 94: 143903.
    [15] Harke B, Keller J, Ullal C K, et al. Resolution scaling in STED microscopy[J]. Opt Express, 2008, 16: 4154-4162.
    [16] Yu Jianqiang, Yuan Jinghe, Fang Xiaohong, et al. Effects of excitation and depletion process on resolution of stimulated emission depletion microscope[J]. Acta Optica Sinica, 2010, 30(S1): 100405. (in Chinese)于建强, 袁景和, 方晓红, 等. 受激辐射耗尽荧光显微镜的激发耗尽过程与空间分辨率计算[J]. 光学学报, 2010, 30(S1): 100405.
    [17] Galiani S, Harke B, Vicidomini G, et al. Strategies to maximize the performance of a STED microscope[J]. Optics Express, 2012, 20(7): 7362-7374.
    [18] Xi P, Xie H, Liu Y, et al. Optical nanoscopy with stimulated emission depletion[J]. Optical Nanoscopy and Novel Microscopy Techniques, 2014: 1-22.
    [19] Yang X, Tzeng Y K, Zhu Z, et al. Sub-diffraction imaging of nitrogen-vacancy centers in diamond by stimulated emission depletion and structured illumination[J]. Rsc Advances, 2014, 4(22): 11305-11310.
  • [1] 党诗沛, 李润泽, 周美玲, 千佳, 但旦, 于湘华, 姚保利.  显微成像系统分辨率问题讨论(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(11): 20220735-1-20220735-8. doi: 10.3788/IRLA20220735
    [2] 戴太强, 高晔, 马英, 蔡卜磊, 刘富伟, 何博聆, 禹洁, 侯燕, 郜鹏, 孔亮.  超分辨显微成像技术在细胞器相互作用研究中的应用(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(11): 20220622-1-20220622-12. doi: 10.3788/IRLA20220622
    [3] 胡春光, 李恩赐, 翟聪, 高晓晴, 陈雨露, 郭梦迪.  大视场微球透镜超分辨显微成像技术的研究进展 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210438-1-20210438-14. doi: 10.3788/IRLA20210438
    [4] 康玥, 廖雪瑶, 谭向宇, 郭萍, 田训.  CRISPR/Cas9系统活细胞成像技术进展(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(11): 20220597-1-20220597-8. doi: 10.3788/IRLA20220597
    [5] 闫天宇, 何颖, 王鑫宇, 徐欣怡, 谢晖, 陈雪利.  快速三维荧光显微成像技术的研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(11): 20220546-1-20220546-14. doi: 10.3788/IRLA20220546
    [6] 熊子涵, 宋良峰, 刘欣, 左超, 郜鹏.  基于深度学习的荧光显微性能提升(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(11): 20220536-1-20220536-18. doi: 10.3788/IRLA20220536
    [7] 张赛文, 邓亚琦, 王冲, 冷潇泠, 张光富, 文兵, 邓杨保, 谭伟石, 田野, 李稳国.  基于多测量矢量压缩感知的超分辨荧光显微成像研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210484-1-20210484-8. doi: 10.3788/IRLA20210484
    [8] 魏明, 王超, 李英超, 付强, 刘壮, 史浩东, 李冠霖, 姜会林.  望远超分辨成像中的视场光阑影响及补偿机理 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0214004-0214004. doi: 10.3788/IRLA202049.0214004
    [9] 张爱武, 张希珍, 赵江华.  斜模超分辨率成像最佳角度 . 红外与激光工程, 2019, 48(8): 826001-0826001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0826001
    [10] 刘显著, 王超, 江伦, 刘壮, 杨进华, 姜会林.  二维多项式位相光瞳滤波实现超分辨望远成像 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 418007-0418007(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0418007
    [11] 陈丹妮, 李亚晖, 刘伟, 刘正一.  基于和频效应和环形光的超分辨红外显微成像方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 804003-0804003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0804003
    [12] 袁影, 王晓蕊, 吴雄雄, 穆江浩, 张艳.  多孔径压缩编码超分辨率大视场成像方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 824001-0824001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0824001
    [13] 胡春光, 查日东, 凌秋雨, 何程智, 李奇峰, 胡晓东, 胡小唐.  超分辨显微技术在活细胞中的应用与发展 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1103002-1103002(11). doi: 10.3788/IRLA201746.1103002
    [14] 王新伟, 刘晓泉, 游瑞蓉, 范松涛, 何军, 周燕.  距离选通超分辨率三维成像及其应用 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 824001-0824001(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0824001
    [15] 赵惠, 魏静萱, 庞志海, 刘美莹.  波前编码超分辨成像技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 422003-0422003(10). doi: 10.3788/IRLA201645.0422003
    [16] 毛珩, Tao Louis, 陈良怡.  自适应光学技术在深层动态荧光显微成像中的应用和发展 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 602001-0602001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0602001
    [17] 孙鸣捷, 于康龙.  像素有效形状对微扫描红外超分辨成像的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 48-52.
    [18] 张薇, 郭鑫, 尤素萍, 杨波, 万新军.  混合式光场相机在聚焦与非聚焦模式下的超分辨重聚焦仿真 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3384-3392.
    [19] 贺明, 王亚弟, 王新赛, 路建方, 李志军.  场景自适应的红外焦平面成像系统灰度超分辨技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2138-2142.
    [20] 孙鸣捷, 于康龙, 孟照魁.  像素感光面形状对基于微扫描的红外超分辨成像的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3183-3187.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-20
  • 修回日期:  2015-11-11
  • 刊出日期:  2016-06-25

受激辐射损耗超分辨成像技术研究

doi: 10.3788/IRLA201645.0624001
    作者简介:

    魏通达(1986-),男,助理研究员,博士,主要从事超分辨显微成像方面的研究。Email:weitd@sibet.ac.cn

基金项目:

国家重大科研装备研制项目(ZDYZ2013-1)

  • 中图分类号: O439

摘要: 受激辐射损耗显微成像(STED)是一种超分辨荧光显微成像技术,它能够突破传统光学衍射极限的限制,把远场光学分辨率提高到百纳米以内,被广泛应用于生物医学等领域,是目前光学显微成像领域研究的热点之一。采用了一种基于超连续谱皮秒脉冲白激光光源的STED显微系统,实现超分辨成像。并从精密合束、脉冲延迟和损耗光残留光强几个方面探讨系统优化,从而获得最佳的成像效果。对直径约25 nm荧光微球成像实验的数据表明:该系统成像分辨率可达约60 nm,分辨能力远远高于衍射极限。另外,系统成功实现了对核孔复合物、微管和微丝等一系列生物样品的超分辨成像,共聚焦成像中某些模糊不清的结构在STED成像中清晰可辨。

English Abstract

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