李四维 吴晶晶 张赛文 李恒 陈丹妮 于斌 屈军乐

(深圳大学光电工程学院,光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,深圳 518060)(2018年3月30日收到;2018年5月16日收到修改稿)

1 引 言

在生命科学技术飞速发展的今天,为了进一步了解和研究生命体之间的相互作用、疾病的产生机理,人们迫切需要获得更加精确的细胞内部的结构信息.但是,由于光学衍射极限的存在,常规的光学显微镜的分辨率只能达到200 nm左右,难以满足现代生物医学的需要.近年来,单分子定位超分辨荧光显微技术的出现,如光敏定位显微术(photoactivated localization microscopy)[1]、随机光学重建显微术(stochastic optical reconstruction microscopy)[2]、荧光光敏定位显微技术( fluorescence photoactivation localization microscopy)[3]等,它们克服了衍射极限,达到20 nm的横向分辨率和100 nm的轴向分辨率,有力地推动了生命科学的发展,广泛应用于生物医学的各个领域[4−8].虽然单分子定位超分辨成像系统能够实现超分辨成像,但是较低的轴向分辨率仍有待改善.为了克服这一问题,文献[9,10]在光路中加入柱面镜,将单分子定位显微的景深扩展到600 nm;Pavani和Piestun[11]在探测光路中引入特殊相位,将点扩散函数变为双螺旋的形式,实现荧光分子在轴向±2µm范围内的三维定位;Juette等[12]将探测光路分光并引入光程差,通过计算两路光的光程差来获得荧光分子的轴向位置,使成像景深达到1µm.虽然这些方法显著地提升了单分子定位超分辨成像系统的成像景深,但对于厚度约10µm的完整细胞而言,现有的方法还不能满足多分子追踪时的大景深要求.为了获取整个……