超高分辨成像技術(shù)涵蓋了物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程學(xué)等多方面知識(shí)，這為生物領(lǐng)域研究學(xué)者獲得成像結(jié)果增加了許多挑戰(zhàn)。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、樣品制備、儀器調(diào)試、軟件參數(shù)優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析等各個(gè)環(huán)節(jié)，用戶都可能遇到各方面的技術(shù)難題。
系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
超高分辨率：分辨率20nm
多通道同時(shí)成像：省時(shí)高效、減少光漂白，避免串?dāng)_
納米級(jí)主動(dòng)鎖定系統(tǒng)：成像穩(wěn)定可靠
染料熒光均衡：優(yōu)化的緩沖液配方
開(kāi)機(jī)即用無(wú)需等待：節(jié)省時(shí)間
光學(xué)衍射極限
采用隨機(jī)光學(xué)重建顯微法 (STOCHASTIC OPTICAL RECONSTRUCTION MICROSCOPY， STORM) 技術(shù)突破光學(xué)衍射極限，實(shí)現(xiàn)超高分辨率顯微成像。
衍射極限：
常規(guī)光學(xué)成像系統(tǒng)只能將光聚焦到有限大小的模糊焦點(diǎn)上。
常規(guī)顯微鏡的分辨率：
| 橫向分辨率 | 軸向分辨率 |
| 200-250 nm | 500-800 nm |
STORM 原理:
| 利用特別設(shè)計(jì)的染料緩沖液組合，在較強(qiáng)的激光照射下，大部分的染料都進(jìn)入暗態(tài)，這樣就可以對(duì)極少部分的處于激發(fā)態(tài)的染料進(jìn)行定位（A-C）。染料處于暗態(tài)或者亮態(tài)是一個(gè)隨機(jī)的過(guò)程，這樣，當(dāng)對(duì)足夠多的激發(fā)態(tài)染料進(jìn)行定位并疊加后，就可以重構(gòu)出感興趣結(jié)構(gòu)的真實(shí)形態(tài) (D)， 并且空間分辨率得到極大提升。 |
即使有衍射率極限的存在，還是可以對(duì)單個(gè)熒光點(diǎn)的位置進(jìn)行擬合定位。從而實(shí)現(xiàn)突破光學(xué)衍射極限的超高分辨率顯微成像。
穩(wěn)定、可靠、高效的硬件
簡(jiǎn)單易用的軟件
ROHDEA 作為一套全新的超高分辨成像系統(tǒng)操作軟件，旨在為用戶營(yíng)造簡(jiǎn)便實(shí)用、功能透明的操作體驗(yàn)。
拍攝過(guò)程簡(jiǎn)單易用
“所見(jiàn)即所需”，操作流程化，簡(jiǎn)單易用——“視野調(diào)整”、“寬場(chǎng)視野拍攝”、“超高分辨率試拍與參數(shù)調(diào)整”和“超高分辨率圖像采集”四步操作，即可輕松得到超分辨圖像。
參數(shù)優(yōu)化過(guò)程實(shí)時(shí)透明
軟件參數(shù)的選擇直接影響最終成像結(jié)果的優(yōu)劣。ROHDEA提供實(shí)時(shí)的參數(shù)調(diào)整模塊，用戶可以直觀地比較參數(shù)改變對(duì)成像結(jié)果的影響。
超分辨圖像實(shí)時(shí)重構(gòu)
ROHDEA集成多種成像算法，并在用戶采集數(shù)據(jù)時(shí)，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)超高分辨圖像重構(gòu)結(jié)果和詳細(xì)參數(shù)，方便用戶及時(shí)調(diào)整。
自動(dòng)化用戶數(shù)據(jù)管理
ROHDEA為用戶管理每一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。ROHDEA根據(jù)項(xiàng)目樣品命名、時(shí)間信息等智能化存儲(chǔ)全部實(shí)驗(yàn)參數(shù)、原始數(shù)據(jù)和最終結(jié)果。可為類(lèi)似實(shí)驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)參數(shù)模板，方便用戶后續(xù)選擇、優(yōu)化。
豐富的圖像數(shù)據(jù)后分析功能
分析軟件功能包括例如聚類(lèi)分析、共定位分析、熒光特性分析、距離測(cè)量、圖像美化等，方便成果用于學(xué)術(shù)發(fā)表。
應(yīng)用領(lǐng)域和場(chǎng)景
| 細(xì)胞生物學(xué) | 神經(jīng)科學(xué) | 微生物學(xué) | 免疫學(xué) | 納米材料 |
| 亞細(xì)胞結(jié)構(gòu) | 蛋白定位 | 蛋白-蛋白相互作用 | 原位雜交 | |
神經(jīng)細(xì)胞化學(xué)突觸
圖 1. 小鼠腦切片神經(jīng)突觸的超高分辨率成像。
圖 (a)、(c) 和 (e) 顯示寬場(chǎng)成像無(wú)法提供精細(xì)的結(jié)構(gòu)信息;圖 (b)、(d) 和 (f) 是力雙通道超高分辨率顯微鏡提供的超高分辨率圖像，突觸前膜和突觸后膜的結(jié)構(gòu)清晰可辨。
核酸-原位雜交
圖 2. 細(xì)胞端粒DNA結(jié)構(gòu)的三維超高分辨率成像。
圖 (a) 為寬場(chǎng)成像，顯示細(xì)胞核內(nèi)端粒DNA形成foci; 圖 (b) 和 (c) 為圖 (a) 所框foci的三維超高分辨率圖像，顯示寬場(chǎng)的一個(gè)foci實(shí)際包含多個(gè)小的foci, 超高分辨率成像提供了精細(xì)的結(jié)構(gòu)信息，有助于對(duì)結(jié)構(gòu)變化的觀察。
細(xì)胞器——三通道超高分辨率成像
圖 3.三通道超高分辨率成像。
圖 (a) 為 COS7細(xì)胞的線粒體外膜蛋白TOM20(紫色)、線粒體基質(zhì)蛋白 COX IV(藍(lán)色)和高爾基體TGN46(綠色)的超高分辨率成像。圖 (b) 為COS7 細(xì)胞的線粒體外膜蛋白 TOM20(紅色)、核膜蛋白 lamin(藍(lán)色)和高爾基體蛋白TGN46(綠色)的超高分辨率成像。
高爾基體 (Golgi Apparatus)
圖 4，Hela 細(xì)胞中順式高爾基體網(wǎng)絡(luò)蛋白GM 130和反式高爾基體網(wǎng)絡(luò)蛋白Golgin 97的雙通道超高分辨率成像。
圖 (a)寬場(chǎng)成像顯示兩個(gè)蛋白局部重疊；圖 (b)超高分辨率成像清晰顯示兩個(gè)蛋白分別位于高爾基體的兩個(gè)層面。
酵母細(xì)胞器 (Yeast Organelle)
圖 5，酵母細(xì)胞中紡錘極體的微管蛋白Tub1和Tub4的雙通道超高分辨率成像，兩種蛋白分布構(gòu)建了GFP和RFP的重組蛋白，再用GFP納米抗體和RFP納米抗體分別進(jìn)行免疫熒光染色。
圖(a) 和圖(b) 為寬場(chǎng)成像，圖(c) 和圖(d)為相應(yīng)的超高分辨率成像。 圖(b) 為圖(a) 所框區(qū)域的放大，相應(yīng)的超高分辨率圖像(d) 清 晰顯示紡錘微管蛋白錨定到紡錘極體。
線粒體 (Mitochondria)
圖 6，COS-7細(xì)胞中線粒體的三維超高分辨率成像。線粒體外膜蛋白Tom20采用間接免疫熒光標(biāo)記。外膜蛋白勾勒的線粒體呈中空結(jié)構(gòu)，寬場(chǎng)成像或共聚焦顯微鏡成像難以捕捉如此清晰的結(jié)構(gòu)特征。z 軸的位置信息用顏色梯度表示。
