Dipolorientering giver en ny dimension i superopløselig mikroskopi

For nylig, en ny polarisations-dipol azimut-baseret superopløsningsteknik er blevet foreslået af en gruppe forskere ved Peking University (Kina), Tsinghua University (Kina), og University of Technology Sydney (Australien). Det giver ikke kun en ny dimension til superopløsning, men giver også en rettidig løsning på en nylig hot debat på området.

Siden fluorescenspolarisering blev opdaget i 1926, flere fluorescensanisotropi teknikker er blevet udviklet til at studere dipolorientering af fluoroforer. Imidlertid, i tilfælde af superopløsning, mens andre egenskaber ved fluorescens såsom intensitet, spektrum, fluorescens levetid, etc., er blevet anvendt godt, der er lidt opmærksomhed på retningen af ​​fluorescensdipolen (polarisering). I 2014, Walla -teamet offentliggjorde en artikel i Naturmetoder at opnå sparsom rekonstrueret superopløsningsbilleddannelse ved polarisationsmodulerende excitation. I begyndelsen af ​​2016, Keller -gruppen offentliggjorde en kommentar til denne artikel om Naturmetoder , som udtalte, at fluorescenspolarisering tilføjer lidt yderligere information til (fluorescensintensitet) superopløsning. Dette rejste en interessant debat:om polarisationsmodulationen kan give superopløsningsinformation eller ej?

Imidlertid, både Walla- og Keller -grupperne undersøgte dette problem fra et konventionelt fluorescensintensitetssynspunkt. Under hensyntagen til fluorescensintensitet og fluorescensanisotropi, dette arbejde introducerer dipolvinklen til at skelne fluorescens gennem den fjerde dimension af fluorescensen, og svarer perfekt på denne kontrovers.

Traditionelle fluorescensanisotropyteknikker er begrænset til prøver af relativ ensartet polarisering. Fluorescenspolarisering ville blive påvirket af en masse fluoroforer på grund af Abbes diffraktionsgrænse, når det kommer til komplekse prøver. SDOM anvender polarisationsmodulation af excitationslaser og demodulation af både intensitet og polarisering, hvilket forbedrer den rumlige opløsning samt detekteringsnøjagtigheden af ​​dipolorientering. Med yderligere oplysninger om fluorescenspolarisering pålagt det originale superopløsningsintensitetsbillede, Xi -gruppen har observeret flere interessante fund i biologiske prøver. SDOM-teknologi har en meget hurtig billedhastighed (op til fem billeder i sekundet i superopløsning), og kravene til excitationslyseffekt er meget lave (milliwatt -niveau), som er ideel til levende celleobservation. Observationen af ​​levende gærceller blev demonstreret i laboratoriet.

Dette værk er blevet offentliggjort den Lys:Videnskab og applikationer den 21. oktober, 2016.