综述:超分辨率径向波动(SRRF):一种适用于活细胞纳米显微镜的通用便捷工具

【字体: 时间:2025年06月20日 来源:Histochemistry and Cell Biology 2.1

编辑推荐:

  (编辑推荐)这篇综述系统介绍了超分辨率径向波动(SRRF)技术——一种通过分析宽场显微镜荧光强度波动(“径向性”计算)实现50-100 nm分辨率的新型计算成像方法。相比STED和SMLM,SRRF兼具低光毒性、常规染料兼容性及开源平台(NanoJ-SRRF)优势,其迭代版本(eSRRF/VeSRRF)进一步解决了高密度结构伪影问题,为活细胞动态过程(如线粒体分裂)研究提供了革新工具。

  

超分辨率径向波动(SRRF)技术原理

SRRF通过分析时间序列图像中荧光强度的局部梯度收敛(“径向性”),从标准宽场显微镜数据中重建亚衍射极限结构(传统分辨率200-300 nm→50-100 nm)。其核心算法通过NanoJ-SRRF开源平台实现,可优化环半径(ring radius)和径向放大倍数等参数,在提升分辨率的同时抑制噪声。与传统超分辨率技术如受激发射损耗(STED)和单分子定位显微镜(SMLM)相比,SRRF无需特殊荧光标记或高强度激光照明,显著降低了光损伤风险。

技术优势与创新

SRRF的突出特点在于:

  1. 低光毒性:适用于长时间活细胞成像,如线粒体分裂和微管动态过程观测;
  2. 硬件兼容性:可直接处理常规宽场显微镜数据,降低设备成本;
  3. 算法灵活性:通过eSRRF和方差加权增强版(VeSRRF)改进,有效减少高密度样本(如微管束)的成像伪影。

应用场景与挑战

该技术已应用于:

  • 亚细胞结构研究:解析<50 nm的线粒体内嵴、囊泡运输等动态过程;
  • 临床病理学:提升病理切片中病毒颗粒或蛋白质聚集体的可视化能力;
  • 多模态整合:与TIRF、光片显微镜联用,实现三维实时成像。
    当前局限在于轴向分辨率不足,且密集标记区域可能出现“星芒状”伪影,但VeSRRF通过方差加权策略已部分缓解该问题。

未来展望

人工智能(如深度学习)与SRRF的融合将进一步提升图像重建速度和质量。结合 CRISPR 标记等分子工具,SRRF有望在神经突触传递、肿瘤微环境等研究中发挥更大作用,推动生物医学从静态超分辨向动态纳米尺度观测跨越。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号