几种超分辨率显微术原理及对比
超分辨率显微镜原理
超分辨率显微镜原理
超分辨率显微镜是一种通过克服传统显微镜的分辨率限制，能够达到更高分辨率的显微镜技术。
其原理主要基于超分辨率成像方法，包括以下几种常见方法：
1. 点扩散函数重建（PSF Reconstruction）：该方法通过量子点等微小发光点的扩散效应，测量系统的点扩散函数（PSF），
并利用逆过程重建样品的高分辨率图像。
通过巧妙选择合适的激发强度和探测方式，可以有效地提高显微镜的分辨率。
2. 结构光显微镜（Structured Illumination Microscopy，SIM）：该方法利用具有特殊图案结构的光源照射样品，通过高频投影的多个子光束和频率分析技术，得到叠加图像，从而在频域上提高了分辨率。
SIM可以将衍射极限下的分辨率提高约2倍。
3. 刺激发射退火显微镜（Stimulated Emission Depletion Microscopy，STED）：该方法利用激光在大约50纳米范围内
激发荧光标记物，然后通过使用另一束特定的激光束使被激发的标记物发生受激发射退火（STED），从而限制只有核心激
发点发光，提高了分辨率。
4. 单分子定位显微镜（Single Molecule Localization Microscopy，SMLM）：该方法利用碰撞助熄灭的性质，使被标记的单个分子在短暂亮起的过程中精确地定位，通过多个分子的多次定位获得高分辨率的图像。
SMLM能够将分辨率提高到纳米级别，并广泛应用于生物学研究。
这些超分辨率显微镜原理的引入，使得科研人员在微观世界中获得了更为清晰、准确的图像，从而更深入地理解生物学和物理学的相关问题。
超分辨率显微技术在生物学中的应用
超分辨率显微技术在生物学中的应用在现代生物学领域中，高分辨率成像技术已经成为了许多研究人员不可或缺的工具。
当前，超分辨率显微技术的发展为生物学研究提供了一种更高层次的解析度，使得研究人员可以准确地研究细胞和分子的结构和功能。
本文将从超分辨率显微技术的基本原理、常见类型及其应用三个方面，阐述超分辨率显微技术在生物学中的应用。
一、超分辨率显微技术的基本原理在光学显微镜中，我们通常认为光的衍射限制了我们对样品进行高分辨率成像。
也就是说，衍射极限使得我们无法分辨非常接近物体的结构。
而超分辨率显微技术的基本原理在于突破了这样的衍射极限，这使得我们可以有效地在亚细胞和分子尺度上解析细胞结构及其功能。
比如，在超分辨率显微技术的条件下，分辨率可以达到几个纳米的级别。
超分辨率显微技术可以实现如下两种方式：1. 结构光显微镜结构光显微镜的基本原理在于通过固定的光学模板形状来形成高分辨率学术。
通过光学模板重复的投影，结构光显微镜可以捕捉到样品的细微结构。
它是第一批实现超分辨率的显微镜之一。
今天，像调控点扩散测量法（SPDM）、多相结构光显微镜（PRISM）和峰值SMLM等结构光显微镜技术已经非常成熟。
2. 单分子定位显微镜法单分子定位显微镜法（SMLM）使用一个荧光蛋白，使其可以放置在组织中的一个确定位置。
因为可以确定这些荧光蛋白的位置，再利用计算技术恢复像素信息。
单分子定位显微镜法是一种透过特定的发光标记，予以单颗粒探测、定位并重建成图像。
这种技术还包括“闪烁局部化显微镜”（PALM）、“发光局部化显微镜”（FPALM）和“灰度局部化显微镜”（STORM）。
二、常见超分辨率显微技术及其应用超分辨率显微技术的发展已经为细胞学和分子生物学领域带来了许多的优势。
这种技术被广泛用于观察各种类型的细胞器、蛋白质和DNA分子，从而揭示了它们的细节和结构。
这些技术可以直接揭示生物学现象的机制，并且可以为新型药物开发提供新思路。
以下是几种常见的超分辨率显微技术及其应用：1. 结构、功能和分子分析超分辨率显微技术可以帮助生物学家解析细胞和分子结构的细节。
超分辨荧光显微技术原理
超分辨荧光显微技术原理传统的荧光显微镜受到瑞利准则的限制，即其分辨率受到光学波长和透镜的限制。
超分辨荧光显微技术则通过创新的方法克服了这一限制，实现了超分辨率的荧光成像。
1.非线性显微技术：传统的荧光显微技术采用的是线性成像原理，即通过样品中的荧光物质发射的线性荧光信号来获得图像。
而超分辨荧光显微技术采用非线性成像原理，利用荧光物质的非线性光学效应，提高了分辨率。
例如，通过激光器的脉冲激发，可以使荧光物质在非线性荧光效应下发射高阶谐波信号，从而得到更高分辨率的图像。
2.相干显微技术：传统的荧光显微技术采用的是非相干光源，无法获取相干光的相位信息，从而限制了分辨率的提高。
而超分辨荧光显微技术采用相干光源，如激光光源或可调谐激光器，使得可以获取到样品的相位信息，从而提高了分辨率。
例如，通过在激光束上加入相位调制，可以在信号中提取出相位信息，从而实现更高的分辨率。
3.显微镜改进：传统的荧光显微镜在透镜、光路和探测器等方面都存在一定的限制，无法实现超分辨率成像。
超分辨荧光显微技术通过改进显微镜的设计和构造，例如采用高数值孔径物镜、自适应光学元件和高速探测器等，可以克服这些限制，提高分辨率。
4.数据分析和算法：超分辨荧光显微技术的数据量较大，需要进行大量的图像处理和分析。
通过使用高级算法和计算方法，可以将大量数据进行处理和重建，得到超分辨率的图像。
例如，通过拟合和重建点扩散函数，可以实现超分辨率的成像。
超分辨荧光显微技术的应用非常广泛，涵盖了生物医学、材料科学和纳米技术等领域。
例如，在生物医学领域，超分辨荧光显微技术可以用于观察和研究细胞结构、分子过程和疾病发展等，为生物医学研究提供了重要的工具。
在材料科学领域，超分辨荧光显微技术可以用于材料表征和纳米结构研究，为材料科学的发展和应用提供了有力支持。
总之，超分辨荧光显微技术通过创新的光学方法和图像处理算法，突破了传统荧光显微技术的分辨率限制，实现了超分辨率的荧光成像，为生物医学和材料科学等领域的研究提供了重要工具。
超分辨率显微镜的原理和应用
超分辨率显微镜的原理和应用超分辨率显微镜是一种重要的科学仪器，它可以观察到微小到几纳米甚至更小的结构，帮助我们更好地理解物质和生命的基本原理。
本文将介绍超分辨率显微镜的原理和各种应用。
一、超分辨率显微镜的原理传统光学显微镜受到光的衍射极限的限制，无法观察到小于光波长的结构。
而超分辨率显微镜利用的是几种各具特点的技术，突破了光学显微镜的分辨率极限。
1. 点扩散函数重构技术点扩散函数是指一个点光源在成像平面上的像的强度分布，是光学系统成像性能的度量指标。
超分辨率显微镜利用一种称为点扩散函数重构技术的方法，通过控制样品与显微镜镜头之间的距离和形状，使得点扩散函数重合，从而获得高分辨率的图像。
2. 直接结构重建技术直接结构重建技术是通过对样品进行照射，利用样品本身的发光或散射产生的信号，进行三维重建，从而获取超分辨率图像。
这种方法需要高度精确的光学元件和灵敏的探测器，但可以在不破坏生物样品的情况下进行高分辨率成像。
3. 显微镜成像技术超分辨率显微镜也可以通过多种成像技术实现高分辨率，如近场光学显微镜、荧光共振能量转移显微镜等。
这些技术利用样品对光的相应规律进行探测，可以实现纳米级别的分辨率。
二、超分辨率显微镜的应用超分辨率显微镜的应用十分广泛，尤其在生命科学、材料科学和纳米科技等领域。
1. 生命科学生命科学研究中，超分辨率显微镜可以用于观察生物分子、蛋白质和细胞等对象。
例如，超分辨率显微镜可以研究细胞内分子的位置和运动，揭示生物分子相互作用和信号传导的机制。
另外，超分辨率荧光显微镜还可以用于观察单个分子的动态过程和病毒在细胞内的行为。
2. 材料科学超分辨率显微镜在材料科学领域也有广泛的应用。
它可以观察到纳米级别的材料结构和形貌，揭示各种物理和化学过程的机理。
例如，超分辨率显微镜可以研究纳米颗粒的形貌、大小分布和属性，以及材料在热处理和机械应力下的变化情况。
3. 纳米科技超分辨率显微镜在纳米科技领域的应用十分重要。
超分辨率显微镜的原理及应用
超分辨率显微镜的原理及应用超分辨率显微镜是现代生物医学领域中最为重要的技术之一，它可以对细胞和生物结构进行高分辨率成像，从而揭示其分子结构和功能，对生物学和医学研究具有重要的意义。
本文将介绍超分辨率显微镜的原理和应用。
一、超分辨率显微镜的原理传统的显微镜在成像时受到了瑞利判据的限制，即两个点之间的最小可分辨距离等于光的波长。
由于光的波长极小，因此限制了显微镜的成像能力。
而超分辨率显微镜则利用了物理学的一些原理，实现了具有超分辨率成像能力的显微镜。
超分辨率显微镜的原理主要有三种：近场光学显微镜、刺激发射/受体显微镜和结构光遥感显微镜。
1. 近场光学显微镜近场光学显微镜是利用近场光学原理实现的一种超分辨率成像技术。
在普通显微镜中，物体发出的光通过物镜后，进入物镜的后焦面，再通过目镜进入眼睛。
而近场光学显微镜则将样品放在探针的顶端，利用探针末端的纳米尖端，对样品进行扫描成像。
由于探针末端的尖端与样品非常接近，可以通过控制探针的运动，实现对样品进行高分辨率成像。
相比传统显微镜，近场光学显微镜的分辨率可以达到几纳米的水平。
2. 刺激发射/受体显微镜刺激发射/受体显微镜是一种基于荧光成像的超分辨率成像技术。
传统的荧光显微镜在成像时受到了瑞利判据的限制，因此无法达到超分辨率成像的效果。
而刺激发射/受体显微镜则利用了刺激发射的原理，通过对样品中的发光分子进行单个激发，实现对样品进行高分辨率成像。
刺激发射/受体显微镜可以实现几十纳米甚至更高的分辨率。
3. 结构光遥感显微镜结构光遥感显微镜是另一种超分辨率显微镜技术。
它是基于双光子激发和结构光投影的原理，通过投射一个高频的结构性光束到样品上，使样品只发生双光子吸收和发射，在控制激光束的强度和相位下，获得高分辨率的图像。
结构光遥感显微镜可以达到亚细胞级别的高分辨率成像。
二、超分辨率显微镜的应用超分辨率显微镜在生物医学研究中具有重要的应用价值，主要包括以下几个方面：1. 细胞器和亚细胞结构的研究超分辨率显微镜可以对细胞器和亚细胞结构进行高分辨率成像，对生物学和医学研究具有极大的意义。
超分辨显微技术原理和应用场景
超分辨显微技术原理和应用场景随着科技的不断进步，超分辨显微技术已经成为了现代科学研究中不可或缺的工具。
它可以让我们更加深入地观察和理解生命、物质等领域中的微小细节，为现代科学研究提供更加精确和丰富的数据信息。
一、超分辨显微技术的原理超分辨显微技术是指一系列可以对物质进行高分辨率观察的技术。
这些技术可以让我们在显微镜下看到更加微小的细节，比传统显微技术更加精细。
超分辨显微技术的原理主要有以下几种：1. 结构照明技术结构照明技术通过在样品前加上特殊的光学器件，改变照明光线的传播途径和相位，从而实现更加精细的成像。
2. 荧光共振能量转移技术荧光共振能量转移技术可以用来在单个分子甚至分子集合中的精细定位。
3. 光学斑点技术光学斑点技术是一种通过奇异光束在样品中产生光学斑点的技术。
这种技术可以实现极高的空间分辨率和时间分辨率。
它是超分辨显微技术中最常用的一种。
二、超分辨显微技术的应用超分辨显微技术的应用非常广泛，包括材料科学、生命科学、纳米技术等领域。
下面我们就来看一下超分辨显微技术在不同领域中的应用。
1. 生命科学超分辨显微技术在生命科学中有非常广泛的用途，它们可以让我们更加精细地观察细胞、分子和生物体的内部结构。
其中最广泛使用的超分辨显微技术是荧光显微技术。
荧光显微技术可以用于观察体内特定分子的分布和作用，例如蛋白质、核酸等。
2. 材料科学超分辨显微技术在材料科学中也有广泛的应用。
材料科学中的核心问题之一是探索材料的微观结构和性能，以便更好地设计新型材料。
超分辨显微技术可以提供非常精细的材料结构和性能信息，为材料科学的发展提供了重要的支持。
3. 纳米技术纳米技术是一种基于纳米尺度物质构建和制造的技术。
由于纳米尺度的特殊性质，纳米技术在生物医学、材料科学等领域中有广泛的应用。
超分辨显微技术可以提供非常精细的纳米材料成像，为纳米技术的研究和发展提供重要的支持。
总之，超分辨显微技术的应用和研究已经成为现代科学研究中的重要分支之一。
几种超分辨率显微术原理及对比
⼏种超分辨率显微术原理及对⽐各⼚家超分辨技术1、莱卡公司采⽤的超分辨技术STED2000年，德国科学家StefanHell开发了另⼀种超⾼分辨率显微技术，其基本原理是通过物理过程来减少激发光的光斑⼤⼩，从⽽直接减少点扩散函数的半⾼宽来提⾼分辨率．当特定的荧光分⼦被⽐激发波长长的激光照射时，可以被强⾏猝灭回到基准态．利⽤这个特性，Hell 等开发出了受激发射损耗显微技术(stimulatedemissiondepletion,STED)．其基本的实现过程如图2所⽰，就是⽤⼀束激发光使荧光物质(既可以是化学合成的染料也可以是荧光蛋⽩)发光的同时，⽤另外的⾼能量脉冲激光器发射⼀束紧挨着的、环型的、波长较长的激光将第⼀束光斑中⼤部分的荧光物质通过受激发射损耗过程猝灭，从⽽减少荧光光点的衍射⾯积，显著地提⾼了显微镜的分辨率,原理见下图。
STED成像技术的最⼤优点是可以快速地观察活细胞内实时变化的过程，因此在⽣命科学中应⽤更加⼴泛.2、蔡司公司采⽤的超分辨技术PLAM2002年，Patterson和Lippincott‐Schwartz⾸次利⽤⼀种绿⾊荧光蛋⽩(GFP)的变种(PA‐GFP)来观察特定蛋⽩质在细胞内的运动轨迹．这种荧光蛋⽩PA‐GFP在未激活之前不发光，⽤405nm的激光激活⼀段时间后才可以观察到488nm激光激发出来的绿⾊荧光．德国科学家EricBetzig敏锐地认识到，应⽤单分⼦荧光成像的定位精度，结合这种荧光蛋⽩的发光特性，可以来突破光学分辨率的极限．2006年9⽉，Betzig和Lippincott‐Schwartz等⾸次在Science上提出了光激活定位显微技术(photoactivatedlocalizationmicroscopy,PALM)的概念．其基本原理是⽤PA‐GFP来标记蛋⽩质，通过调节405nm激光器的能量，低能量照射细胞表⾯，⼀次仅激活出视野下稀疏分布的⼏个荧光分⼦，然后⽤488nm激光照射，通过⾼斯拟合来精确定位这些荧光单分⼦．在确定这些分⼦的位置后，再长时间使⽤488nm激光照射来漂⽩这些已经定位正确的荧光分⼦，使它们不能够被下⼀轮的激光再激活出来．之后，分别⽤405nm和488nm激光来激活和漂⽩其他的荧光分⼦，进⼊下⼀次循环．这个循环持续上百次后，我们将得到细胞内所有荧光分⼦的精确定位．将这些分⼦的图像合成到⼀张图上，最后得到了⼀种⽐传统光学显微镜⾄少⾼10倍以上分辨率的显微技术，原理如下：PLAM通过定位细微结构乃⾄单分⼦，实现 20 nm 的横向分辨率和 50 nm 轴向分辨率。
超分辨显微镜的原理与应用
超分辨显微镜的原理与应用超分辨显微镜是一种专业显微镜，可以在微观尺度下获取高质量的图像。
它的原理是利用高分辨率的镜头和光学技术，以及计算机图像处理技术，将显微镜的分辨率提高到更高的水平。
本文将讨论超分辨显微镜的原理、不同类型的超分辨显微镜、以及它们在不同领域的应用。
1. 原理传统的显微镜分辨率受到光的衍射极限的限制，即衍射极限 =光波长/2倍数口径。
在可见光范围内，约为200nm。
这意味着，如果要观察更小的物体或细节，必须使用具有更高分辨率的显微镜。
超分辨显微镜通过控制光源，镜头和样品之间的距离，以及使用相干/非相干光等技术，来突破衍射极限，提高显微镜的分辨率。
其中一个超分辨技术是“局部化发光显微镜（STED）”。
它利用一个圆形光束，中心较亮，离中心越远光强越弱，将样品的荧光杂乱的发光压缩到仅微小的区域，然后只在需要的区域内发光，来取得超高分辨率的图像。
2. 类型超分辨显微镜有许多不同类型。
例如：（1）近场扫描光学显微镜（NSOM）：使用尖端放大光线并将其聚焦到样品表面，通过扫描探针与样品表面之间的交互，可以获得比传统显微镜更高的分辨率。
（2）荧光共焦显微镜（FLIM）：通过观察样品中发射的荧光，将物质的一些基本特性转化为显像检测。
FLIM 的目标是识别被标记的蛋白质并检测其位置和数量。
这是神经科学和生命科学领域中研究单个分子的最常用术语之一。
（3）结构光三维显微镜：使用光栅，如果满足振动条件，则会实现照明图案的重叠。
当将此技术与场深远比其深的荧光片复合使用时，可以获得高分辨率、三维成像。
（4）单分子显微镜（SMM）：可以捕获单个光点的显微镜技术，并因此提供高解析度、高灵敏度、高可扩展性并且适用于广泛的样品类型。
3. 应用超分辨显微镜可以在许多领域发挥作用。
其中一些包括：（1）药物研究：用于分析不同药物分子的数量、结构和活性，寻找更好的药物设计概念。
（2）生命科学：用于研究分子交互、细胞结构和生物过程，提供有关生命科学中基本生物物理学原理的理解。
超高分辨率显微成像技术的研究与应用
超高分辨率显微成像技术的研究与应用随着科技的不断发展，超高分辨率显微成像技术已经得到了广泛的应用。
这种技术的特点是可以对微小的物质进行高度放大，显微镜成像的分辨率已经从微米级别下降到了纳米级别，这对于微观物体的研究具有非常重要的意义。
一、超高分辨率显微成像技术的原理超高分辨率显微成像技术通常包括两种主要方法：近场扫描光学显微术 (NSOM) 和 STED 显微术。
这两种方法都可以有效地提高显微镜图像的分辨率。
NSOM 采用近场光学成像技术，其原理是将微小的探针和样品靠近到极限的距离，利用样品表面的局部光场特性，避免了光的衍射限制，从而提高了成像的分辨率。
STED 显微术则采用激光束点扫描成像，通过控制激光束的强度来有效地抑制非成像区域的荧光发射，从而提高成像分辨率。
二、超高分辨率显微成像技术的应用超高分辨率显微成像技术在生物医学领域的应用非常广泛，可以对单个分子的运动进行研究，探究生物分子交互作用、酶催化过程等生物学领域重要的基础原理。
此外还可以研究纳米材料、纳米器件、生物薄膜、光学器件、半导体器件、医学图像等领域。
三、存在的问题及解决方法在实际应用过程中，由于使用超高分辨率显微成像技术需要严格控制成像系统的工作环境和条件，因此一些实验数据易受环境干扰影响，这就对实验数据的准确性和可靠性提出了更高的要求。
针对这个问题，可以通过对实验环境和起始数据进行多次重复实验，从而提高实验数据的可靠性和准确性。
四、结论超高分辨率显微成像技术是现代科学研究的一项重要技术，它在生物医学、纳米技术、半导体制造、医疗领域等方面都得到了广泛应用。
我们相信，在技术的不断发展和完善下，超高分辨率显微成像技术将在更广泛的领域中得到应用，为人类的生活带来更多的便利与福祉。
超分辨率显微成像技术
超分辨率显微成像技术，是指利用计算机算法对显微镜所观察的细胞、材料等微观结构进行高分辨率的成像技术。
与传统的显微成像技术相比，能够获得更为清晰和详细的图像信息，有助于科学家更好地理解细胞结构和生命过程、材料物理和化学特性等问题。
本文将介绍的原理、应用场景和发展前景等。
一、原理主要有两种原理：单分子荧光显微镜（SMLM）和结构光显微镜（SLM）。
简单来说，SMLM旨在单独探测位于样品表面的分子，并对分子的位置进行高精度的定位和图像重建；而SLM则采用干涉的原理，通过控制光的相位和波长变化，实现对样品的复杂结构进行高精度成像。
SMLM技术最出名的是PALM（Photoactivated localisation microscopy）和STORM（stochastic optical reconstruction microscopy）两种技术。
这两种技术都利用单分子荧光和光开关技术实现了高分辨率的成像，而STORM还可以通过多层成像技术进一步提高显微成像的分辨率。
SLM技术则主要包括干涉显微镜、相位成像显微镜、光学斑图成像显微镜等。
二、应用场景在生物医学、材料科学、纳米技术等领域都有广泛的应用。
以下是一些具体的应用场景：1. 细胞和分子成像：超分辨率显微技术对于细胞和分子的成像非常有帮助。
例如，用这种技术可以更准确地观察细胞内蛋白质的分布和动态变化，了解分子之间的相互作用和调控机制等。
2. 病毒研究：超分辨率显微技术已经被应用于研究宿主细胞和病原体之间的相互作用机制，例如病毒与感染细胞的相互作用。
这个技术可以清晰地观察到病毒在细胞中的传播、生长和繁殖等过程。
3. 材料研究：超分辨率显微技术可以帮助科学家观察和处理材料中的缺陷、纳米结构和原子级别的表面化学特性等。
4. 纳米器件研究：超分辨率显微技术可以帮助科学家观察和处理纳米器件中的单个颗粒，了解它们的成本、机理和阻力特性等。
三、发展前景已经成为当今科研领域的热点之一。
各种超分辨显微技术的比较分析
各种超分辨显微技术的比较分析超分辨显微技术是一类用于提高显微图像分辨率的技术，可以明确地观察到微观物体的结构和特征。
目前，常见的超分辨显微技术包括激光共聚焦显微术、结构光显微术、近场光学显微术和电子显微术。
下面对这几种技术进行比较分析。
激光共聚焦显微术（Laser Scanning Confocal Microscopy，简称LSCM）是一种常用的超分辨显微技术。
它采用激光束照射样品，并通过透镜系统聚焦到样品上，然后利用光电二极管收集样品发出的荧光信号。
LSCM具有非常高的纵向分辨率和优秀的剖面分辨率。
然而，它的成像速度较慢，不适合动态观察。
结构光显微术（Structured Illumination Microscopy，简称SIM）是一种基于光栅投射的超分辨显微技术。
它利用投射在样品上的结构化光源，通过对三个不同方向的图像进行模拟，从而提高图像的空间频率。
SIM有较高的分辨率和快速成像速度，但受到光源强度的限制，无法观察深层组织。
近场光学显微术（Near-field scanning optical microscopy，简称NSOM）是一种基于纳米探针和光学信号的超分辨显微技术。
NSOM利用纳米探针在样品表面附近感应电场和荧光信号，通过扫描来获取样品的小尺度光学信息。
NSOM具有非常高的侧向和纵向分辨率，可以实现纳米级的分辨能力。
然而，纳米探针的制备和操作较为复杂，限制了该技术的应用范围。
电子显微术（Electron Microscopy，简称EM）是一种通过电子束成像的超分辨显微技术。
EM主要包括透射电子显微术（TransmissionElectron Microscopy，简称TEM）和扫描电子显微术（Scanning Electron Microscopy，简称SEM）。
TEM利用电子透射样品并通过透射电子来重构样品的高分辨图像。
SEM则通过扫描电子束扫描样品表面，并获取像素级的图像。
超分辨显微技术的原理及应用
超分辨显微技术的原理及应用随着科技的不断发展，人类对微观世界的研究需求也越来越强烈。
过去的显微镜只能观察到一定分辨率范围内的图像，而超分辨显微技术的应用带给我们更高分辨率的图像，使我们能够更精确地观察和研究微观领域的相关现象。
超分辨显微技术的原理可归纳为两部分：一是通过高分辨率目标镜头实现超分辨，二是通过改变样品照射规律获得更多信息。
首先，我们来看第一种原理。
传统显微镜的分辨率受到其光学结构的限制，其原理是利用物镜的物像差和光的衍射通过目镜形成所观察图像。
但是，在一个尺度以下，物像差在很大程度上被控制不了，光的衍射也很难对其产生影响。
这就导致了分辨率的瓶颈，即达到了极限后就无法再提高分辨率。
而超分辨显微技术则通过改变原理来克服这个限制。
如果我们在真实镜头前面添加一个比它更高分辨率的镜头，那么在成像时就可以获得比实际分辨率更多的信息。
该技术中，常用的成像器件包括共聚焦显微镜技术、荧光共聚焦显微镜技术和激光扫描共聚焦显微镜技术等。
这些器件都是在原基础上添加不同的成像元件来实现高分辨成像。
接着，我们来看第二种原理。
由于同一个样品在不同物理单元上拥有不同的结构信息，当光线照射在样品上时，它们会反射或散射出不同的光谱数据。
这些数据用于形成图像。
超分辨显微技术利用光的多次反射、干涉、衍射和散射的原理来实现在近乎纳米层次上的成像。
例如，STED 原理利用可控制的光束将样品照射点压缩到纳米级尺度，从而消除了荧光标记颗粒的弥散光，在非常微小的空间范围内获得了比纳米级分辨率更高的分辨率。
单分子荧光显微镜（SFM）利用单一荧光分子的荧光特性来实现更高的分辨率。
自旋光学显微镜技术利用了自旋的转动来实现图像信号的获取，并对样品进行了非常精确的三维成像。
除了以上这两种原理，还有更多技术可以帮助我们提高分辨率。
采用不同的显微镜原理和选择合适的成像方式，也可以从不同的角度获得有关样品的多维度信息。
其中例如荧光显微镜、融合显微镜、纳米小巨兽显微镜等都是应用广泛的技术。
各种超分辨显微技术的比较分析
各种超分辨显微技术的比较分析超分辨显微技术已经成为了现代生命科学和物理学中不可或缺的一部分。
解析细胞和物质的微观结构、研究分子间作用及其生命过程都需要高分辨显微技术，迅速发展的这个领域已经引起了业内人士的广泛关注。
超分辨显微技术通过不同的物理方法（如近场光学、单分子成像、激发共振拉曼光谱等）或者计算解决方案（如图像重构算法），实现了极高的分辨率，超出了传统光学显微镜的限制。
本文将对几种超分辨显微技术进行比较分析，包括STED显微镜、PALM/STORM显微镜、SIM显微镜、以及一些其他基于计算机学习的超分辨率图像重建算法。
1. STED显微镜STED显微镜是基于烟花草的奖赏获得者斯特凡·杜鲁普的成果开发出的高分辨显微技术，利用荧光产生器激光束来激发样本，并通过STED激光束在一个小的区域内去除荧光产生器的光，使其只在一个小的、观察对象的核心区域内荧光，从而达到提高垂直和水平分辨率的目的。
该技术具有极快的成像速度和较大的观察面积，同时也具有较高的空间分辨率。
然而，在操作上需要高度的技术水平和较昂贵的设备成本。
2. PALM/STORM显微镜PALM/STORM显微镜是一种基于单分子荧光技术的超分辨显微技术。
它利用荧光微球群或荧光酶对标记的蛋白和其他分子标记，通过激光单步激发一个荧光微球群(坐标)或是荧光分子(中心)，并记录下其位置、亮度和时间的方式来重建目标分子的空间位置。
PALM/STORM技术可以在不同空间和时间尺度下探索细胞结构和功能，具有高强度的表征能力和超高的空间分辨率，但也存在成像速度和操作技术的要求较高问题。
3. SIM显微镜SIM显微镜利用束缚激发荧光技术来达到超分辨率的目的。
SIM显微镜与STED显微镜的不同之处在于：STED显微镜只针对样本的核心区域，而SIM显微镜则针对整个样本特定区域的荧光造成的荧光光点进行图像的旋转扫描；这种模式下，确保了样品在不同方向下的荧光产生器，使得其可以确保更高的空间分辨率。
亚细胞级别的检测技术——高分辨率显微镜技术介绍
亚细胞级别的检测技术——高分辨率显微镜技术介绍高分辨率显微镜技术是一种能够实现亚细胞级别观测的显微镜技术。
它不同于普通的光学显微镜，可以观测到更细微、更复杂的结构，且拥有更高的分辨率和更强的敏感性。
因此，高分辨率显微镜技术被广泛应用于生物学、化学、物理等领域的研究中。
本文将从高分辨率显微镜技术的原理、分类、应用等方面进行介绍。
一、高分辨率显微镜技术的原理高分辨率显微镜技术的原理基于超分辨率成像，即通过一系列特定技术手段，将对象内部的细节显现出来，提高分辨率，使得显微镜的分辨率可以达到数十纳米乃至亚纳米级别。
超分辨率成像主要有以下三种技术：单分子成像技术、结构照射技术和光学相位探测技术。
1. 单分子成像技术单分子成像技术的原理是将被观测物体内部的单个分子发光，通过显微镜成像，进而得到具有超高分辨率的成像效果。
这一技术主要应用于生物学领域的研究，可以实现对单个蛋白质、DNA分子等分子级别的观测。
2. 结构照射技术结构照射技术的原理是将被观测物体内部的结构进行局部照射，向外发射辐射，以获得更多的信息来提高分辨率。
这一技术主要应用于材料学和电子显微镜领域。
3. 光学相位探测技术光学相位探测技术的原理是利用光学干涉技术，实现对被观测物体的位相信息的探测，从而提高图像分辨率。
这一技术主要应用于生物学领域的研究中，已经成为细胞学和纳米生物学领域的主要技术手段之一。
二、高分辨率显微镜技术的分类高分辨率显微镜技术主要包括STED超分辨率显微镜、PALM/STORM超分辨率显微镜、模拟孔径显微镜、结构光显微镜等。
1. STED超分辨率显微镜STED超分辨率显微镜是利用光的相互作用原理，通过激光束扫描荧光探针，形成荧光状态，从而达到提高成像分辨率的效果。
该技术分辨率可达到10纳米以下，已经广泛应用于生物学和材料学领域。
2. PALM/STORM超分辨率显微镜PALM/STORM超分辨率显微镜是通过针对荧光发射的位置和时间进行调整，实现对被观察物体的超分辨率成像。
超分辨显微镜的原理和应用
超分辨显微镜的原理和应用摘要：超分辨显微镜是一种可以使物体分辨率比传统显微镜高几个数量级的高端显微技术。
本文将介绍超分辨显微镜的原理、技术和应用。
首先，将讨论超分辨显微镜的原理，包括近场光学显微镜、荧光显微镜、光学相位重构等。
其次，将介绍超分辨显微镜的技术，包括单分子荧光成像、STED显微镜、PALM和STORM等。
最后，将讨论超分辨显微镜在生命科学、材料科学和纳米技术等领域中的应用。
关键词：超分辨显微镜，原理，技术，应用，生命科学，材料科学，纳米技术一、引言显微镜是科学研究和工业制造中最为基础的工具之一。
自17世纪以来，显微镜一直在科学研究中发挥着重要的作用，从而使我们能够观察到比人眼所能看到的更小的物体。
传统的显微镜已经可以提供很高的分辨率，但是在生命科学、材料科学和纳米技术等领域中，研究对象的大小和结构越来越小，因此需要一种可以提供更高分辨率的显微镜技术。
超分辨显微镜是一种可以提供比传统显微镜更高分辨率的显微技术。
本文将介绍超分辨显微镜的原理、技术和应用。
二、超分辨显微镜的原理超分辨显微镜的原理是利用一些物理现象来绕过传统显微镜的分辨极限。
目前，常用的超分辨显微镜技术主要有近场光学显微镜、荧光显微镜和光学相位重构等。
近场光学显微镜传统显微镜的分辨率受限于照明光的波长，而近场光学显微镜则绕过了这个限制。
在近使分辨率远高于传统显微镜。
近场光学显微镜有多种类型，包括原子力显微镜和光学近场显微镜等。
原子力显微镜使用针尖和样品之间的作用力来探测样品表面的形态，而光学近场显微镜则利用光波在近场区域中的强烈干涉来提高分辨率。
荧光显微镜荧光显微镜是一种利用荧光分子发射的光信号来获得图像的显微技术。
荧光显微镜可以通过控制激发光的波长和荧光分子的特性来实现更高的分辨率。
其中，单分子荧光成像技术是一种可以实现超分辨显微的荧光显微技术，它可以在分子级别上探测样品中的荧光信号。
光学相位重构光学相位重构技术是一种可以通过干涉和重构光波前来提高分辨率的显微技术。
超分辨显微技术的原理与应用
超分辨显微技术的原理与应用近几年，超分辨显微技术（Superresolution Microscopy）在生命科学领域得到了广泛的应用和研究。
相较于传统显微技术，这种技术可以在超过光学分辨率的范围内实现微观结构的观察与研究，从而大大提高了研究的精度和深度。
本文将简要介绍超分辨显微技术的原理以及最常见的应用。
一、超分辨显微技术的原理传统显微技术在观测微观结构时，通常只能观察到与光学分辨率相当或大于它的物体，即大约在200nm以上的物体。
这是因为光学成像的分辨率是有限的，光学系统中所有的物质都有一个理论分辨率限制。
光学分辨度的大小只取决于光波的波长以及物镜的数值孔径，即分辨率等于0.61λ/NA，其中λ为光波长，NA为数值孔径。
因此，光学显微技术在解决微观结构问题上存在局限性。
超分辨显微技术的原理就是利用光学的物理原理以及多种光学技术手段来突破光学分辨率的限制。
例如，受激发射和荧光共振能量转移（FRET）等光学技术可以在生命科学的各个领域中大幅度提高研究的精度和深度。
二、超分辨显微技术的应用（一）荧光重现漫游显微术（STORM）STORM是应用较早的超分辨显微技术之一，也是目前应用最广泛的技术之一。
该技术最早由Eric Betzig等人于2006年开发，并于2008年正式命名为STORM。
STORM使用分子分子标记多个分子，依靠逐渐激光激发单个荧光分子单元，获得分子在三维空间中的位置，并通过多次扫描，将还原出来的图像叠加得到超分辨率的图像。
与传统荧光显微技术相比，STORM可以提高显微镜的空间分辨率，用于生物标记显微领域等。
（二）单分子荧光显微术（SMLM）SMLM是另一种超分辨显微技术，它使用了单分子成像技术。
SMLM的原理是使用由单个光敏分子构成的荧光探针，光子随机地在探针的发光区域中发生发射，使用这种技术可以获得与STORM类似的超分辨率显微镜。
相比于STORM，SMLM的优势在于可以在非生物样品上进行直接成像。
几种光学超分辨技术研究
几种光学超分辨技术研究光学超分辨技术是一类用于克服传统光学成像分辨率极限的方法和技术。
在传统光学成像中，受到波长的限制，光的衍射现象会限制图像的分辨率。
为了获得更高分辨率的图像，人们提出了多种光学超分辨技术。
下面将介绍几种常见的光学超分辨技术。
1.稳态荧光衍射光学显微术（STED）稳态荧光衍射光学显微术是由德国科学家Stefan Hell和EricBetzig等人在20世纪80年代末至90年代初提出的一种超分辨显微技术。
STED显微镜利用激光束对样品进行扫描，通过对激光束进行调制，使样品中只有少数发射的荧光分子处于激活状态，从而实现超分辨成像。
STED技术可以获得亚微米级的分辨率，有助于研究生物学领域的微观结构和功能。
2.结构光干涉显微术（SIM）结构光干涉显微术是一种在传统显微镜基础上改进的超分辨技术。
它通过对待测样品照射特殊的结构光图案（通常为酒吧码或网格图案），然后利用计算机处理信号，将不同方向的图像叠加，从而获得比传统显微镜更高的分辨率。
SIM技术可以实现亚微米级的分辨率，并且适用于多种样品类型。
3.单分子定位显微术（SMLM）单分子定位显微术是利用荧光显微镜观察单个荧光染料分子的显微技术。
该技术通过一系列的成像和定位过程，可以沿着不同的方向精确定位单个荧光标记的分子，并将它们的位置叠加，从而获得超分辨率的图像。
SMLM技术可以实现几十纳米甚至更高的分辨率，广泛应用于生物学的研究。
4.增强型受限光学显微术（STORM）增强型受限光学显微术是一种基于单分子定位显微术的超分辨技术。
STORM通过控制荧光标记分子的发光过程，利用闪烁或蓝色激光等方法，可以将分子的亚微米级位置信息以高精确度记录下来，并重建出超分辨率的图像。
STORM技术具有非常高的分辨率和灵敏度，被广泛应用于生物学、生物医学和纳米材料科学的研究中。
光学超分辨技术在生物学、材料科学、纳米科学等领域起到了重要作用。
随着技术的不断发展，相信未来还会涌现出更多的光学超分辨技术，为科学研究和实际应用提供更强的解析能力。
超分辨率显微镜的原理与应用
超分辨率显微镜的原理与应用近年来，超分辨率成像技术在生物、材料等领域得到广泛应用，由此引发了超分辨率显微镜的发展。
相比传统显微镜，超分辨率显微镜具有更高的分辨率和灵敏度，让我们能够更加深入地观察微观世界。
一、超分辨率显微镜的原理超分辨率显微镜主要有两类：基于单分子荧光的超分辨率显微镜和基于结构的超分辨率显微镜。
基于单分子荧光的超分辨率显微镜主要包括STED（抑制受激发射调制）显微镜和PALM（单分子光激发定位显微镜）/STORM （单分子光激发重建显微镜）技术。
STED显微镜利用激光束对样品区域进行光谱剪除，通过光学效应抑制受激发射的退火过程，实现物品的精确成像。
PALM/STORM技术则利用单分子荧光标记样品，通过逐个观察和定位单分子的方法，重建出精细的图像。
基于结构的超分辨率显微镜主要包括SIM（结构照明显微镜）和STORM显微镜，这些技术利用非线性光学效应和结构照明来提高分辨率。
SIM显微镜利用直角三角形的交叉模型，用两个偏振滤波器和三个照射角度来产生三个频率的交叉模型，对样品进行成像。
STORM显微镜则通过精确控制光激发过程，获得单个荧光染料的二次闪烁图像，达到亚分辨率的成像效果。
总体来说，超分辨率显微镜都是通过特殊的光源、探测和成像方法来突破传统光学分辨率的限制，实现微观物品的高分辨率成像。
二、超分辨率显微镜的应用超分辨率显微镜的应用范围十分广泛，在生物、材料、半导体等领域都有重要的应用价值。
在生物学领域，超分辨率显微镜被广泛用于研究生物大分子结构和功能。
例如，在研究蛋白质结构时，超分辨率显微镜能够解析出更细节的结构，以及在细胞内进行实时观察，揭示出细胞内分子运动的规律。
在材料学领域，超分辨率显微镜可用于研究材料表面和内部结构，以及材料缺陷和纳米结构的形态学和电磁性质。
例如，在研究材料的荷电效应时，超分辨率显微镜可观察到材料表面的单个缺陷，从而得出更精确的研究结果。
在半导体领域，超分辨率显微镜可用于研究半导体器件的内部结构和结晶缺陷，以及半导体表面纳米结构的性能和特性。
超分辨率显微技术在生物医学中的应用
超分辨率显微技术在生物医学中的应用随着科学技术的不断进步，超分辨率显微技术逐渐成为生物医学领域中不可或缺的工具。
通过对样本进行高清晰度、高精度的成像，超分辨率显微技术在细胞组织、蛋白质、DNA、RNA等方面展现了强大的应用潜力，为生物医学研究提供了更多的可能性。
本文将从超分辨率显微技术的原理、优势以及应用领域等多个方面，为读者详细介绍超分辨率显微技术在生物医学中的应用。
一、超分辨率显微技术的原理超分辨率显微技术是优化显微成像分辨率的一种技术，其中最流行的技术包括STED（刺激发射补偿差异显微镜）、PALM（单分子光镊显微镜）和STORM（随机光子实现显微镜）。
这些技术的区别在于它们使用的不同光源，例如脉冲激光、波长可调的激光、高速相机等。
尤其是在STED显微镜技术中，通过在样品表面上使用点光源（通常是激光束），显微镜镜头将任意点的信号降至最低，只保留中心点信号，从而大大提高了成像分辨率。
二、超分辨率显微技术的优势相比传统显微技术，超分辨率显微技术有以下几个明显的优势：1. 提高成像分辨率：传统光学显微镜的分辨率由入射角度和波长决定，只有0.2微米左右，而超分辨率显微技术可提高到10-20纳米。
2. 易于操作：超分辨率显微技术对样品的处理和操作较为简单，易于设计实验方案。
3. 非侵入式：超分辨率显微技术可在不破坏细胞结构的情况下实现高清晰度成像。
4. 可重复性高：超分辨率显微技术成像较为稳定，不易受到外来因素的干扰。
三、超分辨率显微技术的应用在生物医学研究中，超分辨率显微技术发挥了重要作用，例如：1. DNA纳米成像：超分辨率显微技术已经被用于DNA纳米结构的成像，能够显示DNA纳米线的结构和叠合情况，以及DNA 纳米链的大小。
2. 蛋白质成像：通过超分辨率显微技术，可以实现蛋白质自组装的形成、蛋白质结构中各个分子之间的空间关系，同时跟踪蛋白的折叠过程、聚合过程等。
3. 神经元成像：超分辨率显微技术在神经科学领域中具有广泛应用，能够显示神经元的形状、长度、数目和连接方式。
超分辨显微镜的物理原理和应用
超分辨显微镜的物理原理和应用超分辨显微镜，指的是可以突破传统的光学限制，将更细微的细胞和器官细节展现出来的显微镜。
由于超分辨显微镜的安全和精度都相对较高，因此已经成为了许多研究领域必备的工具之一。
本文将介绍超分辨显微镜的物理原理、种类以及各自的应用。
1. 物理原理要想了解超分辨显微镜的物理原理，就必须先了解衍射极限理论以及近年来人们的突破。
乍一看好像我们的眼睛可以看到超出分辨补偿极限的细节，但这只是人眼补偿效应。
根据Abbe理论，分辨率受限于波长λ和数值孔径NA，其公式为：分辨率≈0.61λ/NA而超分辨显微镜突破了这一极限，其中最热门的是将荧光或螢光价物压缩到更小的体积。
这是因为当处于某种环境中的物资受到高度的压缩时，它的亮度相应增强。
由此还可以发现，由于波长的约束，超分辨显微镜使用的是非常短的脉冲信号。
这不仅有助于提取更多的信息，而且还可以消除许多常见的图像噪点。
2. 超分辨显微镜的种类及其应用2.1 STEDSTED显微镜是现在非常流行的一种超分辨显微镜类型。
它使用了激光束的STED（饱和态刺激放射）效应。
通过体积的减缩，它可以用于生物材料仅有的分子或细胞结构的高分辨率成像。
例如，科学家们通过使用STED技术成像了癌细胞膜内的生物分子。
2.2 SIMSIM（结构照相显微镜）可以在既定的分辨率下模拟出更高分辨率的图像研究。
SIM对光学和色彩缺陷的基础知识的使用跨越几十年。
现在，它已经成为生物学和生物医学领域中最十分适用的其中一种超分辨成像方式。
2.3 PALM和STORM这两种方法是另一种流行的单分子标记超分辨率显微的形式。
它们都有着令人惊讶的光学看门狗噪音和穿透深度。
中文名称是单分子光学显微镜。
3. 结论可以看出，随着生命科学和生物科学的迅速发展，超分辨显微镜的种类也正在不断增加。
每种技术都有其自身的优点和特长，越来越多的应用需要高端的显微镜技术的支持。
如果您正在研究分子交互、细胞分化、病毒感染或仿生学研究等领域，超分辨显微镜将成为您不可或缺的研究工具之一。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
各厂家超分辨技术
1、莱卡公司采用的超分辨技术STED
2000年，德国科学家StefanHell开发了另一种超高分辨率显微技术，其基本原理是通过物理过程来减少激发光的光斑大小，从而直接减少点扩散函数的半高宽来提高分辨率．当特定的荧光分子被比激发波长长的激光照射时，可以被强行猝灭回到基准态．利用这个特性，Hell 等开发出了受激发射损耗显微技术(stimulatedemissiondepletion,STED)．其基本的实现过程如图2所示，就是用一束激发光使荧光物质(既可以是化学合成的染料也可以是荧光蛋白)发光的同时，用另外的高能量脉冲激光器发射一束紧挨着的、环型的、波长较长的激光将第一束光斑中大部分的荧光物质通过受激发射损耗过程猝灭，从而减少荧光光点的衍射面积，显著地提高了显微镜的分辨率,原理见下图。
STED成像技术的最大优点是可以快速地观察活细胞内实时变化的过程，因此在生命科学中应用更加广泛.
2、蔡司公司采用的超分辨技术PLAM
2002年，Patterson和Lippincott‐Schwartz首次利用一种绿色荧光蛋白(GFP)的变种(PA‐GFP)来观察特定蛋白质在细胞内的运动轨迹．这种荧光蛋白PA‐GFP在未激活之前不发光，用405nm的激光激活一段时间后才可以观察到488nm激光激发出来的绿色荧光．德国科学家EricBetzig敏锐地认识到，应用单分子荧光成像的定位精度，结合这种荧光蛋白的发光特性，可以来突破光学分辨率的极限．2006年9月，Betzig和Lippincott‐Schwartz等首次在Science上提出了光激活定位显微技术(photoactivatedlocalizationmicroscopy,PALM)的概念．其基本原理是用PA‐GFP来标记蛋白质，通过调节405nm激光器的能量，低能量照射细胞表面，一次仅激活出视野下稀疏分布的几个荧光分子，然后用488nm激光照射，通过高斯拟合来精确定位这些荧光单分子．在确定这些分子的位置后，再长时间使用488nm激光照射来漂
白这些已经定位正确的荧光分子，使它们不能够被下一轮的激光再激活出来．之后，分别用405nm和488nm激光来激活和漂白其他的荧光分子，进入下一次循环．这个循环持续上百次后，我们将得到细胞内所有荧光分子的精确定位．将这些分子的图像合成到一张图上，最后得到了一种比传统光学显微镜至少高10倍以上分辨率的显微技术，原理如下：
PLAM通过定位细微结构乃至单分子，实现 20 nm 的横向分辨率和 50 nm 轴向分辨率。
大鼠少突胶质细胞线粒体
3、尼康公司采用的超分辨技术STROM和SIM
STROM:
2006年底，美国霍华德‐休斯研究所的华裔科学家庄晓薇实验组开发出来一种类似于PALM的方法，可以用来研究细胞内源蛋白的超分辨率定位．他们发现，不同的波长可以控制化学荧光分子Cy5在荧光激发态和暗态之间切换，例如红色561nm的激光可以激活Cy5发射荧光，同时长时间照射可以将Cy5分子转换成暗态不发光．之后，用绿色的488nm激光照射Cy5分子时，可以将其从暗态转换成荧光态，
而此过程的长短依赖于第二个荧光分子Cy3与Cy5之间的距离．因此，当Cy3和Cy5交联成分子对时，具备了特定的激发光转换荧光分子发射波长的特性．将Cy3和Cy5分子对胶联到特异的蛋白质抗体上，就可以用抗体来标记细胞的内源蛋白．应用特定波长的激光来激活探针，然后应用另一个波长激光来观察、精确定位以及漂白荧光分子，此过程循环上百次后就可以得到最后的内源蛋白的高分辨率影像，被他们命名为随机光学重构显微技术(stochasticopticalreconstructionmicroscopy,STORM)．2007年，他们进
一步改进STORM技术，发展了不同颜色的变色荧光分子对，可以同时记录两种甚至多种蛋白质的空间相对定位，从而阐明笼形蛋白clathrin形成的内吞小泡与细胞骨架蛋白之间的精确空间位置关系，两种颜色的分辨率都可以达到20～30nm,原理如下图：
STORM通过一对染料对通过随机发光空间定位，实现了XY 20 nm分辨率。
SIM:
改变光学的点扩散函数来突破光学极限的另一个方法是利用饱和结构照明显微技术(saturatedstructureilluminationmicroscopy,SSIM)．早在1963年，Lukosz和Marchand就提出了特定模式侧向入射的光线可以用来增强显微镜分辨率的理论2005年，加州大学旧金山分校的Gustafsson博士首先将非线性结构性光学照明部件引入到传统的显微镜上，得到了分辨率达到50nm的图像．SSIM技术的原理是将多重相互衍射的光束照射到样本上，然后从收集到的发射光模式中提取高分辨率的信息.如图所示.
SIM通过结构照明莫尔纹原理实现了任何荧光染料都可以达到XY
100nm .
EMCCD拍摄 SIM拍摄
4、奥林巴斯公司采用的OSR技术
图像超分辨率重构(super resolution,SR)是指利用计算机将一幅低分辨率图像(low resolution,LR)或图像序列进行处理，恢复出高分辨率图像(high resolution，HR)的一种图像处理技术。
奥林巴斯超分辨技术通过高倍60X或者100X油镜通过缩小共聚焦上的针孔用强激光将样品扫描20~50次后通过软件进行运算重构，此技术存在一定的局限性：
1、必须使用高倍油镜低倍不适用
2、因缩小针孔需使用强激光对样品损伤比较大。
3、对样品扫描20~50次，样品荧光淬灭严重，更不适用于活细胞。
4、环境要求较高，在做20~50次的过程中因环境振动等引起最后
软件运算不准确。
5、共聚焦图片均为软件着色，不能做多色荧光标记，容易引起串
色。