顯微鏡是科研領域不可或缺的儀器之一。顯微鏡主要應用在生物學領域，尤其是電子顯微鏡的發明，引發了生物學科的一場革命，使得細胞、病毒、細菌等微生物進入了人們的視線，讓人們對這個世界有了新的認識。此外，顯微鏡在物理、化學等領域也有著十分重要的應用。總體來說，顯微鏡的出現，使得人們打開了微觀世界的大門，給醫學、生物學、物理學等領域的發展提供了可能。

發展到如今，顯微鏡技術已經十分成熟，分辨率不斷提升，人們可以觀測到的極限被不斷超越。2006年，基于單分子定位的超分辨顯微成像技術被提出并迅速發展，該技術利用特殊熒光分子的光開關特性，結合單分子成像和質心擬合算法，把熒光顯微鏡的分辨率提高了一個數量級。利用該技術，還解析了許多未知的細胞納米結構，提升了對細胞結構的認知。

但受定位原理的限制，其軸向分辨率比側向低2-3倍，影響了其三維解析能力和應用。近日，中國科學院生物物理研究所發布文章，顯示中國科學院院士、生物物理所研究員徐濤課題組與研究員紀偉課題組提出了一種軸向單分子定位成像新技術，并研制出新型干涉定位顯微鏡(ROSE-Z)，把單分子定位成像的軸向分辨率提升到納米尺度。

干涉定位顯微鏡能提供高分辨率三維解析能力，且這種三維解析能力是現有柱面鏡成像方法所無法實現的。通過干涉定位顯微鏡的高分辨率三維解析能力，實現了對細胞內微管直徑約40-50 nm中空結構的解析。同時，研究團隊在干涉定位顯微鏡的基礎上擴展了多色成像和厚樣品成像功能，對細胞樣品進行了納米精度三維雙色成像，并驗證了細胞厚樣品成像能力。

該方法不僅具備良好的軸向分辨率，還有很高的可擴展性、操作便捷性，為細胞內三維納米結構的研究提供了良好的研究工具。

該項目受到國家重點研發計劃、國家自然科學基金委、中國科學院戰略性先導科技專項(B類)"生物大分子復合體結構與功能的跨尺度研究"及北京市科委等資助，目前被發表于Nature Methods雜志。

資料來源：中國科學院生物物理研究所

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