作者：王瑾瑜 

超分辨率技術近年來不斷的被大家提及，而且廣泛的運用在生物的各個領域。目前超分辨率成像技術主要分為三大類，第一種是基于單分子定位的PALM/ STORM技術，第二種是基于受激發射淬滅的STED技術，第三種就是基于結構光照明成像的SIM技術。 

雖然我們知道STED技術和PALM/STORM技術在空間分辨率上有非常高的提升（可達到20-50nm的分辨率），但是他們也有明顯的缺點：樣品需要很強的激發光來照射。這樣不僅使我們的熒光蛋白或分子漂白，還會產生大量的自由基損傷活細胞樣品。很難運用普通的熒光蛋白或分子成像及活細胞成像。相反，SIM成像可以有效的利用熒光分子發出的光子，大大降低所需的照明功率。在傳統熒光顯微鏡及confocal下成像的樣品均可運用SIM成像，另外也是活細胞超分辨成像的一個利器。 

SIM的成像技術是利用利用空間有結構的光束來激發熒光，激發圖形和熒光團密度的混合頻率，將樣品中通常不可見的高頻信息攜帶到顯微鏡的可見低通頻帶；通過改變圖案的方向和相位，記錄熒光結果并對得到的多個圖像數據集進行適當的處理，提取攜帶的高頻信息并重建出超分辨率圖像。SIM XY分辨率理論上可以達到傳統熒光顯微鏡的兩倍。（原理我就簡單說說，對具體細節感興趣的同學可以直接參考Mats Gustafsson的文獻）

到這里，我要再次重復一下SIM超分辨成像的優勢，對熒光蛋白或分子的要求少（基本上我們日常使用的熒光探針均可使用），時間分辨率高（可用作活細胞成像），熒光光子利用率高。在過去的十幾年里，SIM技術已經廣泛運用在細胞生理學、細胞動力學等亞細胞水平的研究中。三維結構光照明顯微鏡（3D-SIM）可在縱向不同層面上獲取圖像，通過一系列層析圖像重構成3D圖像。那我們接下來就看一下SIM的應用吧！ 

從這里開始通過圖片進行各種傳統光學顯微鏡和SIM圖像的對比，各種經典文章參考！ 

先看看confocal和SIM的圖像的對比吧！ 

到目前為止，運用SIM成像技術發表的文章不勝枚舉，想到這里，就不得不提一篇2008年Lothar Schermelleh這篇關于細胞核、核纖層和核孔復合物的3D-SIM成像。他不僅直觀的對比了confocal和SIM的圖像，還增加了反卷積后的圖像。 

SIM成像技術在細胞生物學領域的應用主要分為兩個方面：

第一，觀察樣品的結構特征；植物或動物的亞細胞結構、蛋白共定位等。 

下面這篇文章是運用SIM成像技術，對煙草細胞的胞間連絲進行成像（Super-Resolution Imaging of Plasmodesmata Using Three-Dimensional Structured Illumination Microscopy） 

下面這一篇是觀察瘧原蟲裂殖性孢子（綠色）在入侵時，肌動蛋白（紅色）的結構。 

再給大家看看三維動態的結構 

第二，活細胞的動態觀察。 

下圖是運用SIM成像技術對線粒體的三維動態成像。 

下面這篇文章主要是運用SIM成像技術對細胞內亞細胞結構的雙色3D-SIM活動態圖（Time-lapse two-color 3D imaging of live cells with doubled resolution using structured illumination） 

這樣的案例太多太多了，看到眼花繚亂，歡迎大家前來咨詢、實驗。 

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