随机光学重构显微镜在外泌体观察中的应用

目的探讨随机光学重构显微镜(STORM)在外泌体观察中的应用价值,并介绍外泌体在随机光学重构显微镜下的成像原理及方法。方法实验中在肾性甲旁亢患者原代培养的甲状旁腺细胞的培养液上清中加入EXOQUICK-TC外泌体沉淀剂来获取细胞培养上清中的外泌体,将外泌体膜表面的特异性跨膜蛋白CD63作免疫荧光标记后利用随机光学重构显微镜对外泌体行超高分辨率成像并测量外泌体直径。结果实验中随机光学重构显微镜成功的对继发性甲旁亢甲状旁腺细胞原代培养液上清中的外泌体行单分子定位、直径测量及超高分辨率成像。结论因随机光学重构显微镜具有独特的光学特性并突破了光学衍射极限的限制,较传统光学显微镜,能获得20～50 nm的分辨率,可对外泌体行单分子精确定位、直径测量、超高分辨率成像。基于STORM的成像优势,相信STORM及其他超高分辨率成像技术将在外泌体及外泌体参与的生物学过程的研究中发挥重要作用。

基于艾里光片照明的随机光学重构显微系统的研制

基于单分子定位的随机光学重构显微镜(STORM)是观察亚细胞结构的重要工具,但是在实际应用中往往会受到多方面的限制。光片照明显微镜因为具有快速、高对比度、光损伤低等优点,在近些年也得到了快速的发展。但是传统的高斯光片照明因为会快速的发散而使成像的视野受到了限制,而艾里光束作为一种无衍射光束,表现出良好的传播不变性,应用在光片照明显微镜中可以获得更大的视野。研制了一套基于艾里光片照明的随机光学重构显微系统,并在100×100μm视野范围内实现对Thy1-YFP小鼠脑片进行连续光学切面的二维超分辨成像。

超分辨率成像荧光探针材料应用进展

为了进一步认知复杂环境中的细胞生物学过程,研究人员发展了各种各样的生物成像技术。在这些技术中,生物荧光成像因简单的成像条件以及对生物样品的相容性而得到了广泛的发展。然而,传统的荧光成像技术受到了光学衍射极限的限制,无法分辨低于200 nm的空间结构,阻碍了对亚细胞结构的生物学过程研究。超分辨荧光显微镜技术突破了传统光学衍射对成像分辨率的限制,能够获取纳米尺度的细胞动态过程。除了对传统的宽场荧光显微镜框架的改进及升级改造之外,目前典型的超分辨成像显微镜技术通常依赖于荧光探针材料的光物理性质。常用的荧光探针材料包括荧光蛋白、有机荧光分子和纳米荧光材料等。本文介绍了几种主流的超分辨荧光显微成像技术并总结了已经成功应用到超分辨生物荧光成像中的荧光探针材料的应用进展。

超分辨荧光显微镜-显纳镜

2014年诺贝尔化学奖授予美国科学家Eric Betzig、德国科学家Stefan W.Hell和美国科学家William E.Moerner,表彰他们在"发展超分辨荧光显微镜"方面的贡献。超分辨荧光显微镜的出现,为深入研究生命过程的分子机制提供了新的工具和新的机遇。本文综述了三位获奖人发明的两种超分辨荧光显微镜的基本原理、方法发展和生物医学应用,并对国内相关研究进展作了简介。