可逆饱和光转移过程的荧光超分辨显微术.pdf

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1、激与光电子学进展Laser&OptoelectronicsProgress⑥2012《中国激光》杂志社可逆饱和光转移过程的荧光超分辨显微术郝翔匡翠方李吻晖刘旭(浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，光电显示技术研究所，浙江杭州310027)摘要基于可逆饱和光转移过程的荧光超分辨显微技术，从原理上打破了原有的光学远场衍射极限对光学系统极限分辨率的限制，在生物、化学、医学等多个学科拥有广泛的应用前景。回顾了近年来超分辨显微研究的历史，综述了目前常见的几种基于可逆饱和光转移过程的荧光超分辨显微方法，详细描述了各自的技术特点并对比了其优缺点，阐述了相关领域内最新的研

2、究工作进展。关键词显微；超分辨；可逆饱和光转移过程；受激发射损耗显微镜；基态损耗显微镜；饱和图案激发显微镜；饱和结构光照明显微镜中图分类号0439文献标识码Adoi：10．3788／LOP49．030005ReversibleSaturableOpticalTransitionsBasedFluOrescenceNanoscopyHaoXiangKuangCuifangLiYanghuiLiuXu(InstituteofPhotoelectricDisplay，StateKeyLaboratoryofModernOpticalInstrumentation

3、s，ZhejiangUniversity，Hangzhou，Zhejiang310027，China)AbstractThereversiblesaturableopticaltransitions(RESOLFT)basedfluorescencenanoscopy，whichfundamentallybreaksthebarrierofthediffractionlimitinthefarfield，isexpectedtobewidelyusedinbiology，chemistryandmedicinedomain．Thispaperreviews

4、thehistoryoffluorescencenanoscopytechnology，summarizessomegeneralRESOLFTapproaches，andexplicitlydescribestheircorrespondingcharacters，especiallytheadvantagesanddrawbacks．Thenewimprovementinrelateddomainsarealsoshown．Keywordsmicroscopy；superres0lutiOn；reversiblesaturableopticaltran

5、sitions；stimulatedemissiondepletion；groudstatedepletion；saturatedpatternexcitationmicroscopy；saturatedstructuredilluminationmicroscopyOCIScodes180．2520；050．1960；18O．4315；180．58101引言基于电子束和扫描探针技术的显微成像技术，如扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等，使人们首次可以对分子和原子量级的物体细节进行清晰准确地观察，从而极大地拓展了人们对于微观世界的认识。然而，

6、在生物、化学和医学等多个领域，以透镜为基础的光学显微镜仍占有重要的地位，其主要原因在于与基于电子束和扫描探针技术的显微成像技术相比，光学显微镜具有无可比拟的优势：由于使用可见光作为信息载体，它的观测图像和结果更为直观；可以透过表面深入观察样品内部；并借助荧光标记等其他技术手段对于样品内部的结构和生化反应进行针对性的观察。事实上，如果光学显微镜能够具有可见光波亚波长分辨率，借助于光学层析技术，光学显微镜便可以对样品内部结构进行三维重构。然而，由于衍射极限的存在，长期以来，人们普遍认为以透镜和可见光作为媒介进行亚波长观察是不可能的。衍射极限于18世纪由德国科学

7、家Abbe首次提出口]。进一步研究表明，对于一般透镜，其聚焦光斑的收稿日期：2011-08—29；收到修改稿日期：2011-10～18；网络出版日期：2012-01—07基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金(2010QNA5035)，浙江省Ih然科学基金(Y1100408)和浙江省教育厅科研项目基金(Y201009976)资助课题。作者简介：郝翔(1984)，男，博士研究生，主要从事超分辨成像方面的研究。E—mail：caesarhx@gmail．corn导师简介：匡翠方(1977)，男，博士，副教授，主要从事超分辨显微成像方面的研究。E—mail：c

8、fkuang@zju．edu．cnO30005]激与光电子学进展w