德国人已将活细胞观察尺度推到100纳米水平

德国歌德大学（法兰克福）的研究人员结合了两种非常先进的荧光显微镜技术，制造了一种超高分辨率的光片显微镜，让人可以在显微镜下看到鱼胚胎中每个细胞是如何分化为小鱼的各个组织。

　　

天文学家们希望看到更大的空间，生物学家们则一直在追求看得更小。

当生物领域的研究人员越来越觉得小范围的成像并不能完全反映组织的生物学状态，而采用传统的连续切片法又很容易导致样品扭曲变形时，便迫切地期盼一款能够实现大样品块、快速扫描、深度成像、高分辨率3D动态图像输出的荧光显微镜。

由德国歌德大学细胞生物学和神经科学研究所教授，以及“卓越集团（Cluster of Excellence）”的首席研究员Ernst Stelzer博士团队开发的这款全球领先的基于光片荧光显微镜（light-sheet-based fluorescence microscopy，LSFM）的csiLSFM（structured illumination microscopy and FSFM）显微镜，就是一台应运而生的高精度显微仪器。它能够荧光定位细胞表面的空间分辨率小于100nm，甚至可以用于活鱼卵的观测。

csiLSFM本质是一种3D荧光显微术：首先将细胞分子的某块碎片打上荧光标记物标签，当荧光标签被光束照亮后，摄像仪器便开始采集荧光信号，并在屏幕上投射荧光标签的三维分布。

2013年Stelzer团队发表了名为“High-resolution deep imaging of live cellular spheroids with light-sheet-based fluorescence microscopy”的文章，报道了著名的LSFM活细胞3D观察术。与传统的全细胞光片照明方法不同，LSFM的技术特点为仅点亮细胞的部分结构，最大程度地避免了样本因短时间内接触高能而导致的细胞破坏。Ernst Stelzer解释说：“LSFM采用微米级的细光束，显微镜下的样品并非完全暴露于激光照射。除了静态图像，还能直接比较后天（环境）和先天（遗传）突变造成的动态变化。”

2015年该团队在Nature Methods报道了使用LSFM可延长细胞存活时间，完整地保存了细胞发育的整个过程。

今年，本文作者Bo-Jui Chang，Victor Perez Meza，和Ernst Stelzer通过将LSFM与相干结构照明显微术（coherent structured illumination microscopy，CSIM）结合，进一步提高了荧光分子的分辨率，使观察范围不仅仅局限于表面，还可用于多角度的3维立体观察。这款新仪器有三个物镜，可以在最佳调制光片下灵活的控制旋转、频率、和移相。

如图所示，用 传统荧光显微镜（左）、传统光片显微镜（中）、csiLSFM（右）拍摄的活酵母细胞，右下角标尺代表1mm。

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原文标题：
2017 csiLSFM combines light-sheet fluorescence microscopy and coherent structured illumination for a lateral resolution below 100 nm
2015 Light-sheet fluorescence microscopy for quantitative biology
2013 High-resolution deep imaging of live cellular spheroids with light-sheet-based fluorescence microscopy