Nat Methods专题：高分辨率显微技术

　　

生物通报道：经过多年的发展，光学显微镜已经从一种相对简单的观察设备，进化成了一种高科技，精密仪器。然而尽管显微技术发展迅速，但是这种生物学研究重要工具仍然分辨率不高，这主要是受限于光波长的物理性质。

近20年来，随着各项工具方法的发展（尤其是物理学界接二连三出现的重大科研进展），这一局面终于被打破了，科学家们研发出了各种方法突破了原有的分辨率限制。近期Nature Methods特推出专题，并与Nature Photonics总结了这些进展，这些高分辨率显微技术，或者纳米显微技术方面的先进技术。

这一专题包含一篇社论文章，多篇评论性文章，以及多篇研究论文。第一篇文章“fluorescence imaging under the diffraction limit”主要介绍了纳米显微技术（nanoscopy）是什么，新闻观察文章则强调了2006年的两篇关于高分辨率显微技术的论文，分析了这一些相关技术的相同点和不同点。其它还有一些文章介绍或者点评了一些技术。当然生物学家最感兴趣的还是这些技术的性能和实用性，这项问题还有待于技术的完善和在具体的生物研究中的应用。

传统光学显微镜受限于光的波长，对于200nm以下的小东西只能摇头兴叹。虽然电子显微镜可以达到奈米级的分辨率，但通电的结果容易造成样品的破坏，因此能观测的样本也相当有限。分子生物学家虽然可以做到把若干想观察的蛋白质贴上荧光卷标，但这些蛋白质还是经常挤在一块，在显微镜下分不出谁是谁。

这几年高分辨率荧光显微镜跨越了一大步，使得研究者可以从纳米级观测细胞突起的伸展，从而宣告200—750纳米大小范围的模糊团块的时代结束了。比如利用光敏定位显微镜：PALM可以用来观察纳米级生物，相较于电子显微镜有更清晰的对比度，如果给不同蛋白接上不同的荧光标记，就能用来进一步研究蛋白质间的相互作用。

最近来自美国的研究人员发展了光敏定位显微技术，将其与与光的干涉原理结合起来，将三维的分辨率提高到20 nm以内，并极大地提高了收集同样光子后的定位精度。他们利用这种方法在纳米尺度上观测到了粘着斑的蛋白组织方式从而为理解这一重要的蛋白结构，以及分析蛋白功能提供了新的信息。这一研究成果公布在Nature杂志封面上。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Primer: fluorescence imaging under the diffraction limit

Perspective
Microscopy and its focal switch

Commentary
Putting super-resolution fluorescence microscopy to work

Subdiffraction resolution in continuous samples

News and Views
Single-molecule mountains yield nanoscale cell images

Article
Live-cell photoactivated localization microscopy of nanoscale adhesion dynamics

Spherical nanosized focal spot unravels the interior of cells

Whole-cell 3D STORM reveals interactions between cellular structures with nanometer-scale resolution

Brief Communication
Super-resolution video microscopy of live cells by structured illumination