陈凯 张英春 赵关芳

摘 要 传统光学显微镜由于光学衍射极限的限制，其分辨率不足，难以观察亚细胞显微结构。自超分辨显微技术提出以来，在细胞膜蛋白等单分子成像中得到广泛运用，并于2014年获得诺贝尔化学奖。但这些超分辨技术多通过减少或避免处在激发体积内的分子同时发射荧光来突破光学衍射。作为一种新型超分辨手段，延展显微镜具有成像时间短、可标记密集生物大分子等优势。本文介绍了延展显微镜的成像原理和特点，对其在亚细胞结构、神经生物学等领域的应用进行了综述，并对其发展前景进行了展望。

关键词 延展显微镜; 超分辨成像; 凝胶; 评述

1 引 言

目前，显微镜已经成为生命科学研究必不可少的工具。随着研究的深入，许多亚细胞结构需要更高分辨率的显微镜。然而，点光源通过透镜成像时，由于光学衍射会形成光斑，当两个点光源之间的距离很小时，其光斑会重叠，无法成像。因此，光学显微镜的分辨率存在极限。早在1873年德国物理学家Abbe就预言了光学显微镜的分辨率存在极限[1]，传统光学显微镜的分辨率在横向（垂直于光传播方向）上可达到250 nm，轴向（平行于光传播方向）可达到550 nm[2]，而许多亚细胞结构小于此分辨率尺度，因此，研究细胞器、膜蛋白等结构还需要分辨率更高的显微镜。

荧光是分子在特定波长下吸收光（激发光）并发射出较长波长光（发射光），基于此可成像。超分辨荧光显微镜是通过改变分子的激发光或发射光，进而突破光学衍射极限的光学成像技术的总称。……