量子科技中心_量科网

超分辨率显微技术对于亚波长生物结构成像至关重要。然而，大多数技术依赖于发射体的非线性饱和或随机开关，限制了成像速度并增加了光毒性。该研究团队在此实现了无需饱和效应或随机动力学的深度超分辨成像，转而采用了一种空间模式解复用技术。通过调控发射光场的点扩散函数，该团队开发的“结构化检测显微镜”(SDM)将图像信息从高散粒噪声区域重新分配，在二维空间增强了对亚衍射极限发射体间距的检测灵敏度，且无需模式分选光学元件。在高数值孔径全内反射荧光显微镜中实施SDM后，研究人员成功对DNA纳米标尺上的荧光团实现了成像，在突破40纳米分辨率（达衍射极限五分之一）的情况下，可分辨最小50纳米的间距。这表明空间模式解复用技术可实现远低于波长的分辨率，并适用于生物相关样本。该工作通过实现无需发射体饱和和随机性的超分辨生物分子成像，为深入理解生物结构、功能及动力学开启了新途径。