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超分辨顯微鏡系統原理
作者:硬度計服務商創誠致佳
發布時間:2025-01-20
眾所周知，限制光學顯微鏡的放大倍數的主要因素是可見光的波長。為了解決這一問題，激光共聚焦顯微鏡問世了，但是激光共聚焦顯微鏡仍然尤其局限性。受激光波長的影響，它的分辨率也只能到達亞微米級別。但是越來越多的領域研究開始向著納米級別進發，這對于顯微鏡的發展又是一個新的挑戰，人們開始尋找更小波長的光來代替激光，這個時候就出現了電子顯微鏡，利用電子束作為光源。但是電子顯微鏡雖然突破了傳統光學顯微鏡的分辨率限制，也限制了可觀察的樣品僅限于切片。在生命科學領域，很多時候需要用活細胞或者組織作為觀察樣本。這個時候，超分辨顯微鏡開始出現在人們的視野中。
超分辨顯微鏡是在激光共聚焦顯微鏡的基礎上所拓展的技術手段。其利用的是受激發射損耗(STED)技術。在常規光學顯微系統當中，由于光學元件的衍射效應，平行入射的照明光經過顯微物鏡聚焦之后在樣品上所成的光斑并不是一個理想的點，而是一個具有一定尺寸的衍射斑。在該衍射斑范圍之內的樣品均會由于被照明光照射而發出熒光，使得該范圍內的樣品細節信息沒有辦法被分辨，從而限制了顯微系統的分辨能力。而利用STED顯微技術，可以有效減小熒光發光面積。一個典型的STED顯微系統中需要兩束照明光，其中一束為激發光，另外一束為損耗光。其主要是通過引入一束損耗光以受激發射的方式來抑制有效熒光的發射，從而實現超衍射極限的分辨率。
超分辨顯微系統的問世，無疑給生命科學研究領域帶來了極大的助力。使得活體樣本內的動態成像成為了可能。
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