化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
熒光偶極子三維取向映射顯微技術問世！
2024年05月15日 15:23:08
來源：化工儀器網 點擊量：8731
近日，北京大學未來技術學院席鵬教授團隊繼2016年提出二維偶極子取向映射方法SDOM，及2022年基于光學鎖相探測的二維取向映射方法OLID-SDOM后，為打破時空分辨率和三維取向維度的權衡瓶頸，開發了新型的三維取向映射顯微鏡。
【化工儀器網 項目成果】由于細胞的高度透明性，觀察其中的細胞器十分困難。通過熒光染色，生物學家可以標記特定的細胞器對其進行觀察。絕大部分熒光分子在吸收或發射過程中，表現為有方向的偶極子。通過熒光偏振顯微鏡測量偶極子特性，能夠反映靶分子的取向特性，從而為研究靶分子的空間構象和運動特性提供重要信息。
為了打破傳統熒光偏振顯微鏡受光學衍射限制的問題，諸多超分辨熒光偏振顯微鏡技術被提出，如單分子定向定位顯微鏡(SMOLM)和偏振調制技術(SDOM、SPoD等)。然而，SMOLM在追求高空間分辨率的同時犧牲了時間分辨率，使得快速生物成像成為一項艱巨的挑戰。SDOM等偏振調制技術雖具有較高的時空分辨率，但只能求解偶極子的二維取向，缺乏解析偶極子三維取向的能力。
三維取向能夠提供熒光分子更全面的三維空間結構，因此，關鍵問題是如何打破時空分辨率和取向維度之間的權衡，實現超過衍射極限分辨率的同時，能夠快速成像和解析偶極子的三維方向。
針對偶極子取向解析問題，近日，北京大學未來技術學院席鵬教授團隊繼2016年提出二維偶極子取向映射方法SDOM(Light.: Sci. Appl., 2016)，及2022年基于光學鎖相探測的二維取向映射方法OLID-SDOM(Light.: Sci. Appl., 2022)后，為打破時空分辨率和三維取向維度的權衡瓶頸，開發了新型的三維取向映射顯微鏡(3DOM)。
團隊基于偏振結構光超分辨顯微技術，把楊氏雙縫干涉的原理反過來，結合光路可逆的原理，利用不同角度的條紋產生不同方向的正負一級光束，便形成了3DOM方法。
研究團隊進一步將相應的負一級次光擋住，就可以產生單一方向的傾斜照明。把這一傾斜投影到z軸不同的角度，利用FISTA算法對圖像進行重建，在倒易空間結合偏振調制系數和重建結果，即可實現高精度的偶極子取向解析。
研究結果表明，3DOM方法有效地克服了偏振熒光顯微鏡在使用寬場成像進行高時空分辨率和三維方向映射方面的局限性，提供了更全面的熒光團分子的三維空間結構。這不僅能夠應用于區分DNA、膜細胞器以及各種細胞骨架組織的宏觀形態(肌動蛋白絲和微管)，而且還可以獲得結構的有序性和結合緊密度等有價值的信息。
此外，3DOM的主要優點之一是它易于在現有的寬場系統中升級，適用范圍廣，這增強了其在不同研究環境中的可及性和可用性。可以預見未來3DOM這個強大的工具將會有助于研究人員解析復雜的細胞器結構，推動對眾多生物結構和納米級相互作用的理解，為結構生物學家、生物動力學家帶來新的觀察工具。
相關研究成果以“Three-dimensional dipole orientation mapping with high temporal-spatial resolution”為題，于2024年4月16日在線發表在PhotoniX期刊。
(資料來源：北京大學未來技術學院)
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
華東醫院委托上海東松醫療科技股份有限公司進行公開招標，采購顯微鏡系統一套，項目預算230萬元2025-06-19 10:58:38
-
近日，昆明理工大學委托云南招標股份有限公司組織公開招標，為生物學學科創新能力提升采購激光散斑血流血氧成像系統、生物分子互作分析系統...2025-06-19 09:17:13
-
近日，東莞市林業科學研究所就“廣東珠江口城市群森林生態系統國家定位觀測研究站建設項目（設備及工器具購置）”發布公開招標公告，預算金...2025-06-18 09:50:09
-
近日，吉林醫藥學院委托長春中晟招標咨詢有限公司組織公開招標，為省級專項-5-新型疫苗佐劑研發技術創新實驗室采購研究級倒置熒光拍照顯...2025-06-18 09:09:22
-
項目名稱：山東中醫藥大學醫療設備（顯微操作儀）采購項目，項目編號：1486-254JWZB06001，招標范圍：山東中醫藥大學醫療...2025-06-16 14:24:16
-
近日，聊城大學就“聊城大學研究生教育質量提升-生物學進口設備一（ID1966)采購項目（1541）”發布公開招標公告，預算金額為5...2025-06-13 09:50:33
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
