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通过打破光学衍射极限，超分辨率荧光显微术在光激发发光框架下推进了对生物复杂性的理解。外部光激发的使用仍是塑造基于荧光方法的成像能力与活细胞兼容性的关键因素。另一种方案是反应激发发光，例如电化学发光（ECL）、化学发光（CL）与生物发光（BL），提供化学定义的工
通过打破光学衍射极限，超分辨率荧光显微术在光激发发光框架下推进了对生物复杂性的理解。外部光激发的使用仍是塑造基于荧光方法的成像能力与活细胞兼容性的关键因素。另一种方案是反应激发发光，例如电化学发光（ECL）、化学发光（CL）与生物发光（BL），提供化学定义的工具箱以实现不同成像优势，从超灵敏分析到生物兼容成像。尽管具备无光激发与高灵敏度，传统发光反应成像因光子预算低而在时空分辨率上受到根本限制。研究人员在此开发了一种基于化学的超分辨率成像框架，即通过熵加权相关结合去卷积实现的发光反应驱动超分辨率成像（RIED）。作为一种实验-计算概念，RIED引入时空记录策略以揭示特定的发光反应成像信息内容，并利用适应反应驱动光子统计的重建策略高效收集与计算从而实现超分辨率。研究人员实现了细胞内细胞器的超分辨率ECL、CL与BL成像，达到约100 nm分辨率。该方法用于表面蛋白的高灵敏成像以及线粒体转移动力学的41小时超长时连续超分辨率活细胞成像。该工作确立了一类新兴的化学驱动、无激光超分辨率显微术，拓展了生物成像的多样性。
研究背景方面，超分辨率荧光显微术虽打破了光学衍射极限，但外部光激发带来的光毒性与光漂白问题始终制约着活细胞长时程成像；而反应激发发光（包括电化学发光ECL、化学发光CL、生物发光BL）具备无光激发、高灵敏度和化学可调的优势，却因单个反应事件光子产出低、传统上需数十秒级长曝光累积单帧图像，导致时空分辨率受限，长期未能进入超分辨率范畴。针对上述“无光激发”与“低光子预算下超分辨”的矛盾，研究人员提出并建立了RIED（luminescent-reaction-enabled super-resolution imaging via entropy-weighted correlation combined with deconvolution）框架，在《Nature》发表该工作，证明化学发光反应本身的时间涨落可被提取用于超分辨重建，从而开辟一类激光免激发、化学驱动的新型超分辨显微平台。
关键技术方法上，研究人员构建了“时空采集—熵加权时空相关—去卷积”的计算重建流水线：对ECL/CL/BL图像序列先做高斯滤波与傅里叶插值预处理，再以像素强度概率分布计算香农熵图量化局部信息量，对零时滞自/互相关累积量进行熵加权以抑制ECL异质性断点，最后用带连续性-稀疏性联合约束的反向稀疏去卷积锐化点扩散函数（PSF）；三维版本通过步进电压同步焦平面轴向扫描拼接实现；样本涵盖固定HeLa/COS-7/MCF-7细胞的微管、线粒体、整合素、癌胚抗原（CEA）免疫标记ECL成像，以及固定COS-7细胞GeNL探针CL线粒体成像、活COS-7细胞GeNL探针BL微丝/内质网/微管/线粒体成像，并以SACD荧光涨落法与SIM荧光法作交叉验证。
研究结果部分，“Super-resolution ECL imaging”小节中，研究人员以Ru(bpy)32+抗体探针配合Bis-tris共反应物将ECL亮度提升约1000倍，RIED-ECL在20 ms曝光100帧即重建出HeLa细胞微管，傅里叶环相关（FRC）分辨率达97 nm，并实现轴向235 nm/横向116 nm的3D分辨与0.53×0.53 mm2大视场高通量成像（滚动FRC均值153 nm）。“Highly sensitive imaging”小节中，依托电极表面触发特性，RIED-ECL对近电极微管展现更高直线性，对MCF-7细胞表面CEA检测阈值较荧光SACD降低8倍。“Super-resolution CL and BL imaging”小节中，RIED-CL对固定细胞线粒体横向102 nm/轴向221 nm；RIED-BL对活细胞微丝、内质网、微管达117 nm，且BL无激光光损伤，可连续稳定发光41小时，而SIM荧光对照18分钟即严重漂白。“Tracking continuous live-cell dynamics”小节中，以104 nm分辨率连续监测活COS-7线粒体迁移速度、直径与数目变化，并首次在单线粒体水平区分“直接转运”（均方位移指数α=1.34）与“间接转运”（α=0.96）两类跨细胞线粒体转移模式。
讨论部分指出，现有荧光超分辨技术普遍存在时空分辨率、激发深度、视场、时长与光毒性之间的权衡，RIED转向“反应定制发光化学”而非“光控激发物理”，凭借零光激发本底获得高灵敏，兼顾平衡的空间/时间分辨、大视场与超长活细胞观测；其图像对比度由化学反应活性驱动，天然反映分子活性而非仅位置，未来耦联原生生化反应可望进入功能活性成像。结论翻译如下：研究人员提出了一种化学驱动的成像方法RIED，实现了三维超分辨ECL、CL与BL细胞内成像，分辨率媲美前沿活细胞荧光超分辨显微术，同时具备独特的化学激发定义优势；RIED依赖反应激发并受益于无光激发本底的高灵敏度机制，展现出空间/时间分辨、大视场与超长时连续活细胞观测的综合特质；反应驱动超分辨显微标志从光控激发物理向反应定制发光化学的转向，为生物过程提供独特的反应驱动视角。
