光学显微镜

中国团队开发三角结构光照明显微镜，引领活细胞超分辨新时代

北京大学物理学院现代光学研究所、人工微结构和介观物理国家重点实验室极端光学研究创新团队吴成印教授和龚旗煌院士等利用自行研制的超快极紫外光电子显微镜在等离激元纳米结构光电子成像及调控研究中取得重要进展

最近，由韩国首尔基础科学研究所（IBS）分子光谱与动力学中心的Choi Wonshik教授领导的研究团队在深组织光学成像领域取得了重大突破。他们开发了一种新型光学显微镜，可以通过完整的小鼠头骨成像，并在不损失空间分辨率的情况下获取脑组织中神经网络的显微图。

核糖核酸（RNA）是各种基本生物学过程的关键。它可以转移遗传信息，将其转化为蛋白质或支持基因调控。为了更详细地了解其功能，海德堡大学和卡尔斯鲁厄技术学院（KIT）的研究人员设计了一种新型荧光成像方法，该方法可以对活细胞RNA进行前所未有的超高分辨率成像。

近年来，单分子检测技术作为一种能够实现生物单分子在时间以及空间尺度上的精准研究的技术，得到人们的广泛关注。其中，单分子光学显微镜的问世，使我们可以观察、检测甚至操纵单个分子，并且研究它们的构象变化和动力学行为，使得在大量采样平均化的传统研究体中所隐藏的信息得到新的重视。基于单分子光学显微镜的单分子检测技术的发展，已经揭开了生命科学研究的新篇章。

北京大学第二代微型化双光子显微镜问世，第二代微型化双光子荧光显微镜FHIRM-TPM 2.0，其成像视野是该团队于2017年发布的第一代微型化显微镜的7.8倍，同时具备三维成像能力，获取了小鼠在自由运动行为中大脑三维区域内上千个神经元清晰稳定的动态功能图像，并且实现了针对同一批神经元长达一个月的追踪记录。

东京大学的研究人员设计了一种新方法来观察活细胞内部，灵敏度提高了7倍。这种新方法被称为自适应动态范围移动定量相位成像（ADRIFT-QPI），是显微镜技术的一种。

用于生物成像的现代显微镜价格昂贵，通常用于专业实验室中，并且需要高素质的人员操作。现在科学家开发开源光学工具箱几百欧元制造的显微镜可与商业显微镜媲美。

波兰和以色列的物理学家开发了一种新型荧光显微镜，具有超高分辨率（衍射极限的四倍）。研究结果发表在Optica杂志上。

可见光光学显微镜使科学家能够看到活细胞等微小物体。然而，可见光显微镜不能辨别电子是如何在固体中的原子间分布。现在，罗斯托克大学极端光子实验室和马克斯·普朗克量子光学研究所的Eleftherios Goulielmakis教授，以及来自我们中国中科院物理研究所的同事，已经开发出一种名为Piccope的新型光学显微镜，克服了这一限制，其研究成果发表在《自然》期刊上。

伊利诺伊州大学新研究正在推动光学显微镜领域的发展，为该领域提供了一个关键新工具，该研究团队正在用一个全新的光学框架挑战这些基本原理。可以解决科学和工程的许多领域难题，包括半导体晶圆检测、纳米颗粒传感、材料表征、生物传感、病毒计数和微流体监测。