光激活定位顯微鏡(PALM),是利用在特定條件下熒光分子產生光切換性質,來實現衍射極限突破進行成像的新型顯微技術,是一種超分辨率顯微鏡。
在超分辨率顯微鏡問世之前,常規光學顯微鏡只能觀察最高200nm的活體生物樣本,也有分辨率更高的顯微鏡,但對生物樣本破壞性較強,無法觀察活體樣本。超分辨率顯微鏡具有超高分辨率、可觀察活體樣本的優點,在生命科學、臨床醫學領域應用比例逐漸提高。
超分辨率顯微鏡技術方案較多,光激活定位顯微技術是其中一種,概念于2006年首次被提出。光激活定位顯微鏡的工作原理是,利用PA-GFP標記蛋白質,采用405nm激光照射樣本,一次僅激發部分熒光分子,再利用488nm激光進行照射,對這部分熒光分子進行定位且使其后續不能再被405nm激光激活,重復此過程直到所有熒光分子定位后,將結果進行疊加獲得超高分辨率完整圖像。
預計2023年,全球超分辨率顯微鏡市場規模約為62.9億元;預計發展到2029年,全球超分辨率顯微鏡市場規模將達到99.2億元,2023-2029年復合年均增長率為7.9%。光激活定位顯微鏡作為超分辨率顯微鏡的一種,具有良好發展空間。
光激活定位顯微鏡與隨機光學重建顯微鏡(STORM)基本原理相同,但存在差異。光激活定位顯微鏡,采用熒光蛋白來標記樣本,對樣本的制備及處理要求較高,通常用來觀察細胞外源表達蛋白質;隨機光學重建顯微鏡,利用熒光染料來標記樣本,在觀察活體生物樣本時,需要采用特定染料,可使用的染料類型較少,通常用來觀察細胞內源蛋白質。
新思界
行業分析人士表示,在全球范圍內,代表性光激活定位顯微鏡生產商主要是卡爾蔡司(Carl Zeiss AG),2013年推出三維超高分辨率光激活定位顯微鏡(PALM)“ELYRA P.1”,橫向分辨率達到20nm、軸向分辨率達到50nm,能夠定位細微結構甚至單分子。