超高解析度顯微鏡學

在光學顯微鏡學中 ， 超高解析度顯微鏡學是一結合多項技術的專有名詞 ， 此技術讓影像解析度能超越繞射極限 。 根據1873年恩斯特 · 阿貝的研究 ， 光的繞射會造成傳統光學顯微鏡解析度的極限 ： 一數值孔徑N.A. ， 且入射光波長爲λ的具繞射極限的顯微鏡的水平解析度爲d = λ / ( 2 N.A. ) ， 垂直解析度 ( z方向 ) 也可以用同樣的表達式給出 。 一個標準的光學顯微鏡解析度在可見光範圍約爲水平200奈米 、 垂直600奈米 。 實驗上 ， 可達到的解析度可量取點狀物體的點擴散函數的半峯全寬求得 。 雖然顯微鏡的解析力並未完整定義 ， 目前公認超高解析度顯微鏡技術可達到比阿貝所定義的解析度 。 超高解析度顯影劑術包含單分子局域分析法 、 光子穿隧顯微術 、 以及利用超級透鏡 、 近場掃描式光學顯微鏡 、 4Pi顯微鏡 、 共聚焦顯微鏡 、 或是經過反褶積 、 偵測器相素重配等計算處理後的共軛焦顯微鏡影像 ， 也包含利用結構性光源的顯微鏡技術 ( 例如SIM以及垂直顯像SMI ) 。 目前有兩種主要的功能型超高解析度顯微鏡學 ： 決定性超高解析度 ： 常用在生物顯微鏡的發光物 ─ 螢光色素 ， 受激後有非線性反應 ， 此非線性反應可以用來提高解析度 ， 這些方法包括誘導發射抑制性顯微術 、 激態抑制性顯微術 、 可逆飽和光學螢光轉換和SSIM 。 隨機性超高解析度 ： 分子光源的化學複雜性提供時間域上的複雜表現 ， 可以讓許多非常接近的螢光色素在不同時間發光 ， 因而可以在不同時間解析不同分子 。 這些方法包括超解析度光變成像 ( SOFI ) 和全單分子局域方法 ( SMLM ) 如 垂直顯像SMI 、 光活化局域性顯微鏡法, FPALM 、 STORM和dSTORM 。 2014年10月8日 ， 諾貝爾化學獎頒發給艾力克 · 貝齊格, 威廉 · 莫爾納爾和斯特凡 · 赫爾以表彰他們對 " 超高解析度螢光顯微鏡 " 的貢獻 ， 這促使 " 光學顯微鏡進展到奈米尺度 " 。