2017-2018第一学期超分辨

1、光学显微技术、衍射极限与超分辨成像潘岱松显微镜的历史早期的放大镜倍叫做“跳蚤镜”两个荷兰眼镜工匠Zaccharias Janssen和他的父亲Hans开始尝试用镜片。他们把一些镜片放到圆形管里，然后一项重要的发现就诞生了。 靠近管子底部的物体得到了放大，而且要比任何单放大镜片的放大倍率要高很多。放大倍率仅有9倍。显微镜的历史世界上第一台真正意义上的显微镜出现在17世纪晚期，发明者是荷兰的布匹商人、显微镜的先驱人物，列文虎克。他自己磨制出了简易的显微镜，只有一个镜片，可以用手拿着进行观察。 通过创新型方式磨制精品，列文虎克比同时代的人取得了更大的成就。他把一个小玻璃球磨制成了镜片，放大倍数竟然达

2、到了720倍。在显微镜下，他看到了细菌、酵母、血液细胞和很多水中微小的浮游生物。显微镜的历史17世纪左右，人们发明了复式显微镜（也就是当代我们所认为的显微镜）复式显微镜里，紧贴着物体的镜片叫做“物镜”，紧贴着眼睛的就叫做“目镜”。显微镜的历史17世纪中期，虎克在研究软木塞的时候，发现了网格结构，这使他想起了修道院里叫“cells”的小房间。 虎克也被认为是第一个使用三镜片的人，到现在显微镜仍然有采用三镜片设计。显微镜的历史在显微镜早期，由于玻璃的质量较低，镜片的形状也有很多瑕疵，所以人们用显微镜看到的物体形状比较歪曲。 直到19世纪中期，显微镜技术得到跳跃性的提升，逐渐有了现代显微镜的特性。

3、德国蔡司和一家查尔斯斯宾塞创办的公司开始生产高质量的光学设备。我们还应该提到Ernst Abbe，是他开始了光学定律的理论研究；还有Otto Schott，对光学玻璃展开了深入研究。光学显微镜光学显微镜显微镜面临的问题色差显微镜面临的问题球面像差荧光显微镜荧光显微镜荧光显微镜光学衍射极限光学衍射极限光学衍射极限光学衍射极限目前常用的高倍物镜 NA 最大为1.49对于可见光，显微镜的分辨率约为 200 纳米。所以，即使再提高物镜的放大倍率，也不能提高显微镜的分辨率。生物成像与光学衍射极限生物成像与光学衍射极限电子显微镜使用高能电子束代替光束，比如 200 keV 的电子对应的的布罗意波长为 0.

4、0025 纳米，可以达到0.1 纳米的理论分辨率。这就是电子显微镜的基本原理。冷冻电镜技术冷冻电镜技术突破光学衍射极限2012 年 Olympus 发布了一款 NA 高达 1.7 的物镜，光学部分使用蓝宝石（折射率约 1.76）制作，并搭配高折射率的镜油。STED受激发射耗损显微术（STED）：激发光周围套上一圈耗损光，使中心区域的荧光分子处于激发态发光，周围的分子处于耗损态不发光。这样可以使衍射斑变小，以此来区分两个相距在衍射极限以内的分子。这个方法由 Stefan Hell 在 1994 年发明。STEDSTORM随机光学重构显微术（STORM）使样品中每次仅有少量随机、离散的单个荧光分子发光，通过拟合，找出每个荧光分子中心点的位置。STORMPALM光活化定位显微术（PALM）3D STORM1 m750 nmComparison betwee