受激發射耗盡顯微鏡又稱受激發射損耗顯微鏡,簡稱STED顯微鏡,是一種基于熒光共聚焦成像的超高分辨率技術。STED顯微鏡超越了光學顯微鏡的傳統限制,可以實現納米級別的高分辨成像,分辨率可達分子大小。
STED顯微鏡基本原理是采用兩束中心重合的激光照射樣品,使中心區域的熒光分子自發輻射熒光,以壓縮PSF尺寸,從而獲得超衍射極限的熒光發光點。STED顯微鏡用標記材料包括熒光染料、熒光蛋白、熒光探針等,包括NBD-X、Alexa 488、iRFP、mNeptune2等。
STED顯微鏡是在共聚焦顯微鏡的基礎上改造而來,主要由激發光路、探測光路、損耗光路三條光路組成的,其中激發光路用于激發樣本熒光標記,探測光路用于探測收集輻射熒光,損耗光路用于提供中心處強度為零的環形損耗光束。激發光路、探測光路、損耗光路均會受到樣本像差的影響,在三條光路中,損耗光束的像差對STED顯微鏡的分辨率、成像質量影響最大。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2029年中國受激發射耗盡顯微鏡(STED)行業應用市場需求及開拓機會研究報告》顯示,STED顯微鏡搭建理論于1994年提出,經過30年的發展,STED顯微鏡逐漸從從單色STED顯微鏡發展為多色STED顯微鏡,與此同時,自適應光學(AO)技術的引入、標記技術的發展,使得STED顯微鏡在高分辨成像、成像維度等方面也取得了顯著的進展。
STED顯微鏡是超高分辨率顯微鏡的代表之一,具有超高分辨率成像、光毒性較低、光漂白性較低等特點,適用于長時間觀察活體樣本,在活細胞成像、多熒光標記、生物醫學研究、材料科學、神經科學等領域應用空間廣闊。
全球范圍內,STED顯微鏡相關企業包括Abberior公司、德國蔡司、中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所、杭州柏納光電有限公司等。我國超分辨光學顯微鏡市場由國外企業壟斷,但在國產替代背景下,我國企業在該領域取得了多項成果,如中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所已經研制出雙光子顯微鏡、STED超分辨顯微鏡、雙光子-STED顯微鏡等超分辨光學顯微鏡。
新思界
行業分析人士表示,STED顯微鏡是超高分辨率顯微鏡代表之一,在細胞生物學、神經科學、材料科學等領域應用廣泛,隨著市場對樣本可觀察的分子尺度要求提升,STED顯微鏡應用空間將持續擴大。近年來,STED顯微鏡技術及應用得到了長足發展,但其也存在成本高、樣品要求高、操作難度較大等問題,一定情況下限制了其應用擴展。
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