德学者开发了一种光学显微镜的新方法
- 2021/3/25 16:14:08 21969
- 来源：贤集网
【仪表网 仪表研发】2021年3月24日，德国哥廷根，由马克斯·普朗克生物物理化学研究所(MPI)的Stefan Hell和总部位于海德堡的医学研究的MPI领导的研究人员开发了一种光学显微镜方法MINSTED，该方法能够解析荧光标记的分子清晰度的细节。该技术源自同样由Hell开发的STED显微镜，他因此获得了2014年诺贝尔化学奖。该方法能够实现20到30 nm的分辨率，比当时可用的光学显微镜高约10倍。
Hell说：“ 20年前，我们从根本上打破了荧光的衍射分辨率极限STED显微镜；在那之前，这被认为是不可能的。那时，我们梦想着：利用STED，我们希望变得如此出色，以至于有一天我们将能够分离相距仅几纳米的分子。现在我们已经成功了。”
MINSTED还基于Hell和他的团队在2016年获得的开发成果MINFLUX，该开发成果将STED原理中的元素与另一种光学显微镜技术PALM / STORM中的一种相结合。此方法实现的分辨率仅为几纳米。
然后，Hell提出理论，认为MINFLUX不会仍然是分子拆分方法，而是代表具有该分辨率水平的新技术家族的第一位成员。MINSTED证明了这种假设是正确的。该方法比MINFLUX更依赖原始STED原理。
地狱实验室的学生迈克尔·韦伯(Michael Weber)以及该方法的开发者说：“这具有优势。像MINFLUX一样，它可以达到分子分辨率，但是背景噪声较低。此外，现在可以几乎连续地将分辨率从200 nm调整到分子大小-1 nm。”
新方法使STED发挥了全部潜力。STED显微镜通过依次打开和关闭相邻的荧光特征或分子来工作，它使用激光束刺激分子，然后再激发第二束。所谓的STED光束可防止分子发荧光。但是，STED光束是中空的-光束的横截面将显示带孔的球形。仅在该甜甜圈形光束中间的分子可以发出荧光。因此，人们总是知道发射分子的位置。
在实践中，STED无法获得分子分辨率，因为环形的荧光抑制光束无法制造得足够坚固，以至于只有单个分子能够插入孔中。
为了解决该问题，首先通过独立的光化学转换过程(而不是通过甜甜圈光束本身)随机打开MINSTED中的荧光分子，将其隔离。防荧光的STED甜甜圈光束单独定位荧光分子，并以孔作为参考点
地狱部门的博士后研究员Marcel Leutenegger说：“如果孔与该分子重合，则该分子发光最强，您可以精确地知道它在哪里，因为始终知道STED甜甜圈束的确切位置，这就是为什么我们逐渐以1-3纳米(即分子的大小)的精度接近分子的原因。与光化学的开关有关，分辨率变成了分子规模。”
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