ROSE技术问世 打破光学显微镜分辨率壁垒
- 2019/12/10 9:06:06 14511
- 来源：化工仪器网
【仪表网 仪表产业】16世纪末期，荷兰眼镜商亚斯·詹森与科学家汉斯·利珀希利用两片透镜制作出了简易的显微镜。虽然他们并没有利用显微镜进行观察研究，但是显微镜的诞生为之后的科学家利用显微镜进行科学研究提供了有力的观察手段。通过显微镜这一媒介，人类打开了微观世界的大门，发现了许多肉眼无法观测到的微生物。与此同时，原子时代也宣告来临。
经过几个世纪的发展演变，如今的显微镜早已从功能单一、制作粗糙的简易显微镜“进化”成为了功能齐全、制作精良考究、技术先进的显微镜。目前，通过显微原理的不同，可以把显微镜分为四类：偏光显微镜、光学显微镜、电子显微镜和数码显微镜。
其中，偏光显微镜是用于研究透明与不透明各向异性材料的一种显微镜，在理工科专业中应用广泛；光学显微镜由光学部分、照明部分、机械部分组成，而光学部分是其核心；电子显微镜借助于电子流成像，其放大功能与分辨率高于光学显微镜；数码显微镜可通过数模转换实现视频成像，主要运用在教学方面。
上述四类显微镜虽然结构各异，应用领域不同，但对于开拓人类视野，帮助科学家发现新物种、新病菌，助力医疗领域克服重大生理疾病，从而延长人类寿命都具有不可替代的重要意义。
在瞬息万变的人类社会发展史中，科技的发展不止步于此。进入二十一世纪，为了进一步提高显微镜分辨率，以便观察更加微小的生物，探究微生物的奥秘，众多科学家们孜孜不倦地探索研究，研制出了多种高分辨率荧光成像技术，把分辨率提高到几十纳米的尺度，突破了传统光学显微镜的分辨率限度。然而，在观察纳米尺度的亚细胞结构乃至单个生物大分子内的结构，现有的技术水平远远不够，还需要把光学显微镜的分辨率提高到分子水平，这一任务对于科学家们来说是个不小的挑战。
不过，困难从来就不是科技发展征程中的绊脚石，相反而是垫脚石、助推器。在一次次探究试错与前进的道路上，翻越了“困难”这座大山，突破了技术的瓶颈，科技水平才能赢来质的飞跃。
近日，我国科学家在《自然-方法》杂志上发表了一项新的研究成果，研究指出，我国科学家利用快速调制的结构光照，开发了一种新的干涉单分子定位显微镜技术——重复光学选择性曝光(Repetitive Optical Selective Exposure，ROSE)。该项技术可以分辨点距为5 nm的DNA折纸(DNA origami)阵列，把显微镜的分辨率提升到3 nm以内的分子尺度，单分子定位精度接近1 nm，是传统方法的2.4倍。该项研究成果的问世表明，光学显微镜的分辨率限度被进一步打破，由此，人类深入了解微观世界大门的枷锁被打开，更加微小的世界等待科学工作者们去发掘探索。
从肉眼观察自然世界到利用普通显微镜发现微生物的世界，再到通过分辨率更高的现代显微镜发掘纳米尺度，乃至于分子尺度的微观世界，人类用了几百年时间。在这几百年光阴流逝之中，人类克服了一座座“困难”的大山，挑战了无数次“不可能”，努力向着“科技高峰”奋勇前进。当下，科技仍旧在迈着有力的步伐大踏步前进，未来，更加先进的技术水平必将如长江后浪推前浪般不断更新迭代。
以上资料来源参考：中华人民共和国科学技术部、百科
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