数百年来,光学显微镜的分辨率一直无法从根源上摆脱衍射极限的限制,~200纳米(nm)被认为是XY方向上分辨率的近似极限。对于单个细胞和许多亚细胞特征的观察而言,这一分辨率或许够用,但尚不足以分辨精细的亚细胞器级细节和单个生物分子,因其大小往往只有几纳米。
近期历史见证了各种“超分辨率”光学成像方法的诞生,这些方法运用不同的策略来规避衍射带来的限制。超分辨率的重要性最终被2014年诺贝尔化学奖所承认,且已在一些发现中作出了巨大贡献,如轴突周期性支架的结构。
Christophe Leterrier教授利用尼康N-STORM系统获得的,具有荧光标记肌动蛋白(对深度进行了颜色编码)的神经元培养3D-STORM图像(CR1 CNRS)。
N-STORM超分辨率显微镜系统是尼康分辨率最高的系统,其XYZ方向上的分辨率比宽场落射荧光高约一个数量级。N-STORM配置在Ti2-E倒置显微镜上,后者凭借完美对焦系统4(PFS4)的对焦锁定系统确保高稳定性。该对焦系统也可用于Z-stacking STORM成像模式的精细轴向位移,实现最大~5 μm厚体积的成像。传统全内反射荧光(TIRF)成像也可使用N-STORM系统进行。
N-SIM S超分辨率显微镜系统使用空间光线调制器快速切换干涉图样,提高了9图(2D-SIM、TIRF-SIM)和15图(3D-SIM)模式的速度。9图SIM可在最高15帧/秒(FPS)的速率下进行,适合许多活细胞成像应用。除了具有TIRF显微术的光学切片功能外,TIRF-SIM还在XY方向上提供了额外的分辨率改善方案。N-SIM E超分辨率显微镜系统是一种用于3D-SIM成像的性价比更为理想的型号,提供了和N-SIM S系统相同的分辨率。
横河电机CSU-W1 SoRa超分辨率转盘式共聚焦系统是一种集成了发射微透镜盘,通过光学像素再分配实现超分辨率的转盘式共聚焦仪器。由于CSU-W1 SoRa采用转盘设计,因此图像采集速度很快。