近日，西安电子科技大学物理学院超分辨显微团队提出了一种面向厚样品超分辨成像的新型显微技术——稀疏扫描结构光显微(SS-SIM)技术。该成果发表在《先进科学》上。

结构光照明显微技术(Structured Illumination Microscopy, SIM)是一种应用广泛的超分辨荧光显微技术。该方法利用条纹结构光照明样品，将样品的高频分量调制到显微镜可探测的频带内，结合多相位图像采集与后处理算法重构，最终获得突破光学衍射极限的超分辨图像。与其他超分辨显微方法相比，SIM具有成像速度快、光毒性低、无需特殊荧光标记等优势，广泛应用于生物医学、材料化学等领域。

物理学院超分辨显微团队。西安电子科技大学供图

然而，传统SIM显微技术采用宽场结构光照明样品，其成像深度被局限在20微米左右。该团队提出了一种面向厚样品超分辨成像的稀疏扫描结构光照明显微技术(Sparse Scanning SIM, 简称SS-SIM)。与传统SIM(通过两光束干涉生成周期约为0.2μm结构光条纹)不同，SS-SIM通过共振扫描聚焦光斑并同时进行光强调制，产生间隔为2.4微米的稀疏条纹以照明样品。相较于传统SIM的宽场结构光，SS-SIM通过扫描聚焦光斑形成的结构光具有更大的穿透深度，其大周期稀疏结构光极大地降低了样品散射对条纹对比度的影响，在样品深处可以保持较高对比度。

此外，利用共振扫描代替线性扫描，显著提高了结构光产生和图像采集速度。最终，SS-SIM在0~600微米的深度范围内，实现了帧频为1.5帧/秒、空间分辨率为150纳米的三维超分辨成像。相较传统SIM，其成像深度提升了一个数量级。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/advs.74516Digital Object Identifier (DOI)