一．概述
北京市2015年度激光共焦超高分辨顯微學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)于3月17日在北科大廈成功舉行。該會(huì)議旨在推動(dòng)北京市及周邊省市激光共焦超高分辨顯微學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展，提高廣大相關(guān)工作者的學(xué)術(shù)及技術(shù)水平，促進(jìn)上述學(xué)科在生命科學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用。會(huì)議得到了相關(guān)學(xué)者的熱烈響應(yīng)，約160余人參加了此次會(huì)議。
二．超高分辨顯微技術(shù)的發(fā)展情況
在17世紀(jì)荷蘭博物學(xué)家、顯微鏡創(chuàng)制者列文虎克第一次將光線通過透鏡聚焦制成光學(xué)顯微鏡并用它觀察微生物，以后顯微鏡就一直是生物學(xué)家從事研究工作、探尋生命奧秘必不可少的利器。正是因?yàn)橛辛肆形幕⒖说倪@項(xiàng)偉大發(fā)明及其后繼者對(duì)顯微鏡技術(shù)的不斷改進(jìn)和發(fā)展，人們才能夠?qū)?xì)胞內(nèi)部錯(cuò)綜復(fù)雜的亞細(xì)胞器等結(jié)構(gòu)的形態(tài)有了初步的了解。
然而為了更好地理解生命過程和疾病發(fā)生機(jī)理，生物學(xué)研究需要觀察細(xì)胞內(nèi)器官等細(xì)微結(jié)構(gòu)的精確定位和分布，闡明蛋白等生物大分子如何組成細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，重要的活性因子如何調(diào)節(jié)細(xì)胞的主要生命活動(dòng)等，而這些體系尺度都在納米量級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了常規(guī)的光學(xué)顯微鏡的分辨極限(約為200nm)。
為了解決生命科學(xué)研究面臨的一系列難題，超高分辨率顯微技術(shù)應(yīng)時(shí)而生，并且一經(jīng)問世就得到了廣泛的響應(yīng)。2008年Nature Methods將這一技術(shù)列為年度之最。2014年，美國(guó)科學(xué)家Eric Betzig，德國(guó)科學(xué)家Stefan W. Hell，美國(guó)科學(xué)家William E.Moerner，因他們?cè)诔直媛薀晒怙@微技術(shù)領(lǐng)域取得的成績(jī)，獲得了該年度的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
三．會(huì)議相關(guān)報(bào)告
北京大學(xué)席鵬課題組一直致力于超分辨顯微成像技術(shù)研究。在報(bào)告中，席鵬介紹了超分辨顯微技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，并詳細(xì)介紹了課題組研究的兩類超分辨技術(shù)：多色聯(lián)合標(biāo)記超分辨技術(shù)和多模態(tài)三維超分辨技術(shù)。其中多色聯(lián)合標(biāo)記超分辨研究成果發(fā)表于Nature出版的Scientific Reports期刊，多模態(tài)三維超分辨技術(shù)相關(guān)研究成果發(fā)表于Springer和清華大學(xué)出版社聯(lián)合出版的NanoResearch期刊上。
庫(kù)玉龍介紹了蔡司在2014年最新推出的Airyscan技術(shù)。Airyscan技術(shù)可以應(yīng)用于蔡司LSM 800和LSM880激光共聚焦顯微鏡，是第一款可用于正置顯微鏡觀察的超高分辨率產(chǎn)品。據(jù)介紹，傳統(tǒng)的共聚焦顯微鏡通過針孔來阻止非焦平面的發(fā)射光。Airyscan檢測(cè)器不在針孔處限制光通量，而是直接用一個(gè)32通道的六邊形平面探測(cè)器收集所有發(fā)射光，其中每個(gè)探測(cè)器元件都是有效的單個(gè)針孔。這一技術(shù)的使用，使LSM880的總體分辨率增加了1.7倍，即140 nm的橫向分辨率和 400nm的軸向分辨率。
吳立君介紹說，2014年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者Stefan W. Hell與徠卡顯微系統(tǒng)的工程師和科學(xué)家有長(zhǎng)期良好的合作關(guān)系，從他還是博士生時(shí)，他就與徠卡共同研發(fā)超高分辨顯微鏡，至今雙方合作超過15年。早在2004年雙方合作推出了商業(yè)化4Pi超高分辨顯微鏡;2007年, Stefan W. Hell將STED(受激發(fā)射損耗)專利技術(shù)授權(quán)徠卡研發(fā)。
四．超高分辨顯微技術(shù)的應(yīng)用情況
很長(zhǎng)時(shí)間以來，人們都認(rèn)為光學(xué)顯微鏡技術(shù)無法突破“阿貝分辨率”，即永遠(yuǎn)不可能獲得比所用光的波長(zhǎng)一般更高的分辨率。然而近十多年來，科學(xué)家們?cè)诖祟I(lǐng)域獲得了精彩的成果，突破了光的衍射極限分辨率。其中尤其是STED（受激發(fā)射損耗）顯微技術(shù)和分子定位顯微技術(shù)，讓科學(xué)家能在納米水平觀察到活細(xì)胞內(nèi)個(gè)別分子的作用路徑，可以看到分子是如何在大腦神經(jīng)細(xì)胞形成突觸的;也可以跟蹤哪些與帕金森癥、阿茨海默癥等疾病有關(guān)的蛋白質(zhì)分子聚集，在真正意義上擴(kuò)大了科學(xué)家們的視野。而這些都將有助于人們進(jìn)一步了解這些疾病的形成機(jī)理，幫助我們?nèi)タ朔斡鼈儭?/p>
