新型荧光显微成像法实现活细胞超分辨成像，单次曝光可追踪快速变化的细胞结构

瑞士洛桑联邦理工学院的研究团队开发出一种新型荧光显微成像方法SPIFFI，能够从单次相机曝光中重建超分辨图像，从而帮助研究人员观察线粒体、通勤出行建议微管等活细胞结构的快速变化。相关研究已发表于《自然·方法》期刊。

传统的部分超分辨显微技术需要连续拍摄数百甚至数千张图像，再借助荧光变化重建细节；当细胞处于活动状态时，结构会在拍摄过程中移动或改变形状，最终图像因此变得模糊。SPIFFI则转而利用荧光分子的发光偏振信息：光学系统将荧光拆分到四个对不同偏振方向敏感的通道，再对同一次曝光所得的图像进行比较，从而提取常规宽场显微镜难以呈现的空间细节。

在实验中，研究团队通过单次曝光将成像分辨率提升约1.7倍，可分辨约160至170纳米的结构，并拍摄了活细胞中线粒体与微管的运动，以及细胞结构融合和分裂等过程。由于每一帧都能单独生成超分辨图像，连续帧还可进一步组成活细胞超分辨视频。

研究人员还将SPIFFI图像与现有荧光波动分析方法相结合，通过后处理把分辨率进一步提升至约80纳米；这一数值并非单次曝光直接达到的结果。目前，团队正尝试缩小设备体积，并将其与三维显微成像结合。由于相关光学组件有望整合进现有荧光显微镜，这项技术未来或可应用于细胞生物学、神经科学、生物物理学和药物研发研究。