随机光学重构超高分辨显微镜的使用研究与共享管理
2021-04-07刘双双方三华
尹 伟, 刘双双, 方三华
浙江大学医学院, 浙江 杭州 310058
近年来,新的荧光探针不断涌现,光学衍射极限不断被突破[1],研究者开发了多种超高分辨率成像方法,主要包括:光激活定位显微技术(photoactivated localization microscopy, PALM)[2]、随机光学重构显微技术(stochastic optical reconstruction microscopy, STORM)[3]、受激发射损耗显微技术(stimulated emission depletion, STED)[4]和结构光照明显微技术(structure illumination microscopy, SIM)[5]。
2006年底,STORM 技术由华裔科学家庄小威首次提出,庄小威研究组发现应用特定波长的激光来激活探针,用另一束波长激光来观察,精确定位漂白荧光分子,反复循环后可得到内源蛋白的高分辨成像,命名为随机光学重构显微技术(STORM)[6]。由庄小威教授与尼康公司合作研发的N-STORM系统,正是基于此原理的超分辨显微镜。
浙江大学医学院公共技术平台于2014年引进一台随机光学重构超高分辨显微镜(Nikon N-STORM),集随机光学重构超高分辨、激光扫描共聚焦、全内反射三大重要技术于一体。仪器配置全面,从三大主要技术功能满足了科学研究的不同需求。本文对随机光学重构超高分辨显微镜的原理、软硬件组成、技术参数、样品制备方法、仪器操作使用、应用维护及共享管理方面进行了详细介绍。
1 随机光学重构超高分辨显微镜的原理
STORM成像原理是利用荧光染料分子“光控开关”或荧光蛋白的“光控转化”性质,达到在一个衍射极限空间内(200~300 nm)随机“点亮”单个荧光分子并进行高精度定位的目的[7]。随机和重构是其两大核心技术,每个采样点只采集部分随机处于“开”的释放荧光状态的分子,而在下一个采样点,新一批光斑改为分子光被采集;……
