超分辨显微镜
超分辨显微镜（Super-Resolution Microscopy）是一种能够突破传统光学显微镜分辨率极限的成像工具，能够实现高分辨率的微观结构成像。
工作原理
超分辨显微镜的工作原理主要包括受激发射损耗显微镜（STED）技术、光激活定位显微镜（PALM）技术和结构光照明（SIM）技术。
1.受激发射损耗显微镜（STED）技术
STED技术是第一个突破光学衍射极限的远场显微成像技术。其基本原理是使用第二个激光器（STED激光器）产生环形激光，用于抑制位于激发中心以外荧光团的荧光发射。当激发态荧光基团遇到与激发态和基态之间的能量差相匹配的光子时，可以通过受激发射回到基态，从而耗尽激发态荧光团的荧光发射能力。这一过程有效地减小了激发光斑的尺寸，提高了分辨率。
2.光激活定位显微镜（PALM）技术
PALM技术使用光激活荧光蛋白（如PA-GFP），这些蛋白在405nm激光照射下随机激活，并在488nm激光照射下产生荧光。通过多次激活和成像，可以精确地定位每个荧光分子的位置，从而实现超高的分辨率。PALM技术的分辨率取决于荧光分子的数量和定位精度，理论上可以达到纳米级的分辨率。
3.结构光照明（SIM）技术
SIM技术通过在样品上投射特定的图案化光照，利用结构光与样品相互作用产生的干涉效应来增强样品的某些区域的光强，从而增加成像的对比度和分辨率。SIM技术对荧光蛋白或分子的要求较少，适用于多种荧光探针，且具有较高的时间分辨率和荧光光子利用率，特别适合活细胞成像。
特点
1.高分辨率和突破光学衍射极限
超分辨显微镜通过使用特殊的荧光标记和图像处理算法，能够突破光学衍射极限，实现纳米级别的分辨率。例如，4Pi-SIM技术利用六束相干光的干涉效应，使得图像在x、y和z轴方向上达到前所未有的精度，能够在固定细胞样本中分辨出微米级复杂网络，并实时捕捉活细胞中的分子交互和细胞器动态。
2.多通道成像
超分辨显微镜通常支持多通道成像，可以同时记录不同细胞结构之间的相互作用。这种能力使得研究人员能够更全面地理解细胞内的复杂交互和网络。
3.实时动态捕捉能力
某些超分辨显微镜技术，如4Pi-SIM，还具备实时动态捕捉能力。它们能够实时捕捉活细胞中的分子交互和细胞器动态，提供更动态和实时的观察数据。
维护保养
1.保持仪器清洁
每次使用后需用软布轻轻擦拭镜头、物镜和目镜，避免灰尘和污渍附着。定期对显微镜进行深度清洗，以去除难以清洗的脏污。对于光学元件的清洁，可以使用无绒棉布、擦镜纸或专用的镜头清洁液沾湿的棉花签来清洁，避免使用过多的溶剂。
2.防止受潮
存放在干燥通风的地方，并使用干燥剂来保持环境湿度稳定。长期处于潮湿环境可能导致仪器内部零件生锈或霉变。在31℃时湿度不得大于80%，温度每升高3摄氏度，相对湿度要设法降低10%。
3.保持正常运转
确保所有调节部件如横向、纵向调节螺丝等能正常运作，如有阻力或损坏应及时修理或更换。
4.定期检查
定期检查显微镜的各个部件是否老化或损坏，并进行必要的维护工作。特别是镜片误差的校准，因为任何微小的误差都会对显微镜的成像质量产生巨大的影响。
5.润滑维护
移动部分需要经常涂抹适当的润滑油以保证缓慢而平稳的运动，同时定期更换旧的润滑油，因为旧油可能已经失去了润滑能力，甚至会对仪器造成损害。
6.防止震动
避免将显微镜放置在震动频繁或受到冲击的地方，以防止精密度的降低。
7.防止腐蚀
避免与酸类和碱类物质接触，也不要与挥发性强的化学药品及其它有害药品放在一起，以免腐蚀镜头。
8.防尘
使用防尘罩保护显微镜及其附件，减少灰尘对成像质量的影响。
9.防高热
避免在阳光直射下使用或存放显微镜，因为各种材料热膨胀系数不同，高温会影响仪器精度。
注意事项
1.在使用显微镜时，要遵循正确的方法，例如在移动仪器时要小心操作、放大倍数时要逐步调节等等。
2.在搬运显微镜时，要一只手握镜臂，一只手扶镜座，两上臂紧靠胸壁，切勿用一只手斜提，前后摆动，以防镜头或其他零件跌落。
3.在观察标本时，显微镜离实验台边缘应保持一定距离(5cm)，以免显微镜翻倒落地。镜柱与镜臂间的倾斜角度不得超过45度，用完立即还原。
应用范围
1.细胞结构观察
超分辨显微镜可以用于观察固定细胞的亚细胞结构，如细胞骨架、纤毛、线粒体、染色体等。此外，它还可以用于活细胞的亚细胞结构观察，提供更高的空间和时间分辨率。
2.疾病研究
超分辨显微镜在疾病研究中发挥着重要作用。例如，它可以用于线粒体相关的疾病研究，为疾病诊断提供了有力的工具。此外，该技术还可以用于研究各种临床病理组织和其他细胞结构的恶性转化，为医学诊断提供了新的方法和启示。
3.组织切片分析
超分辨显微镜可以用于组织切片的亚细胞结构观察，例如脑片神经元的突触前后蛋白等。这种技术使得研究人员能够更详细地了解组织切片的微观结构。
4.三维图像重建
超分辨显微镜可以进行活细胞的荧光标记和三维图像重建分析研究，提供细胞生物物质、离子的定性、定量、定时和定位分布检测。这种能力使得研究人员能够更准确地理解细胞内的复杂结构和动态变化。