郭大伟张四洋

STED超高分辨显微成像技术原理及其在医学研究中的应用

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受激发射损耗（STED）超高分辨率成像技术是一种突破光学衍射极限的显微镜技术，可以达到纳米级分辨率，适合于对200 nm以内的细胞细微结构进行观察和分析。STED技术的优势包括超高分辨率、快速扫描、多色观察、活细胞监测、厚组织标本3D重建、共定位分析等，是现代医学和细胞生物学研究的理想工具。目前STED技术成功实现了对于荧光纳米颗粒的成像，更多的亚细胞结构细节以及活细胞器的生理活动可以被STED技术解析出来，得到了越来越广泛的应用。文章主要介绍了STED超高分辨率成像技术的主要原理及其在医学细胞生物学研究领域的主要应用。

STED技术；工作原理；医学细胞生物学；应用

18世纪70年代，德国物理学家Ernst Abbe发现，可见光由于其波动性会发生衍射。由于衍射的限制，一个物点经光学系统成像，不可能得到理想的像点，而是得到一个衍射像，每个物点的像就是一个弥散斑，两个弥散斑靠近后就不好区分，这样就限制了光学系统的分辨率，这个斑越大，分辨率越低。这是物理光学的限制，是由于光的衍射造成的。根据这个Abbe定律，可见光能分辨的最小直径是200 nm。几个世纪以来，200 nm的衍射极限（Abbe极限）一直被认为是光学显微镜理论上的分辨率极限，小于这个尺寸的物体必须借助电子显微镜或隧道扫描显微镜才能观察。几个世纪以来，光学显微镜的衍射极限一直被认为是无法超越的。……