結(jié)構(gòu)照明顯微鏡(SIM),是一種超分辨率顯微鏡。結(jié)構(gòu)照明顯微鏡的工作原理是,應(yīng)用圖案化照明場(chǎng),使高頻特征轉(zhuǎn)換為顯微鏡可檢測(cè)的較低頻率,允許在較低空間頻率下捕獲高頻信息,通過(guò)多個(gè)光源干涉產(chǎn)生莫爾條紋,獲取不同相位和方向的多張圖像,生成高分辨率圖像。
超分辨率顯微鏡產(chǎn)品種類較多,現(xiàn)階段應(yīng)用比例較高的產(chǎn)品主要是受激發(fā)射損耗顯微鏡(STED),此外隨機(jī)光學(xué)重建顯微鏡(STORM)、光激活定位顯微鏡(PALM)也較為常見(jiàn),這些產(chǎn)品分辨率可達(dá)到50nm以內(nèi)。但以上產(chǎn)品需要強(qiáng)激光來(lái)激發(fā)熒光分子,盡管對(duì)活細(xì)胞損傷降低,但仍存在損傷。結(jié)構(gòu)照明顯微鏡對(duì)激光強(qiáng)度要求大幅降低,因此適用于活細(xì)胞觀察。
結(jié)構(gòu)照明顯微鏡可以觀察細(xì)胞、組織器官切片并進(jìn)行成像,包括活細(xì)胞、細(xì)胞分化、細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)特征、細(xì)胞特定功能性結(jié)構(gòu)、核孔復(fù)合體(NPCs)等,可以應(yīng)用在生命科學(xué)研究、臨床醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域。在臨床醫(yī)學(xué)診斷方面,結(jié)構(gòu)照明顯微鏡能夠識(shí)別微小病變,在疾病篩查領(lǐng)域擁有巨大發(fā)展?jié)摿Α?/div>
預(yù)計(jì)2023-2029年,全球超分辨率顯微鏡市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率為7.9%,發(fā)展到2029年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到99.2億元。結(jié)構(gòu)照明顯微鏡作為超分辨率顯微鏡的一種,擁有良好發(fā)展前景。
受光衍射限制,結(jié)構(gòu)照明顯微鏡X軸、Y軸方向分辨率為100nm,與STED、STORM、PALM顯微鏡相比仍較低,因此其技術(shù)還在不斷升級(jí)。飽和結(jié)構(gòu)照明顯微鏡(SSIM)將飽和過(guò)程概念應(yīng)用于SIM,突破了衍射極限,X軸、Y軸方向分辨率可達(dá)到50nm。但由于激發(fā)光強(qiáng)度要求高,SSIM顯微鏡在活細(xì)胞成像方面應(yīng)用受到影響。
新思界
行業(yè)分析人士表示,在全球范圍內(nèi),結(jié)構(gòu)照明顯微鏡生產(chǎn)商主要有尼康(Nikon Corporation)、卡爾蔡司(Carl Zeiss AG)、徠卡(Leica Microsystems)、奧林巴斯(Olympus Corporation)等。其中,尼康推出“N-SIM”系列結(jié)構(gòu)照明顯微鏡,包括N-SIM S、N-SIM E等;卡爾蔡司推出“Lattice SIM”系列結(jié)構(gòu)照明顯微鏡,包括Lattice SIM 3、Lattice SIM 5等。