如何实现光学超分辨（五）

席鹏著

第五章 STORM 点点春雨入莲池

说起分辨，我国四大名著之一《西游记》中，曾有一个六耳猕猴，让玉帝、唐僧、观音都不能分辨的故事。究其愿意，是因为跟悟空长得太接近了。吴承恩这样写道：

“大众听他两张口一样声俱说一遍，众亦莫辨；惟如来则通知之。正欲道破，忽见南下彩云之间，来了观音，参拜我佛。”我佛接下来就识别了六耳猕猴。这段故事大家可能都晓得，但是你知道，如来在观音来之前，讲的是什么经文吗？

“那如来正讲到这：

　　不有中有，不无中无。不色中色，不空中空。非有为有，非无为无。非色为色，非空为空。空即是空，色即是色。色无定色，色即是空。空无定空，空即是色。知空不空，知色不色。名为照了，始达妙音。”

常人大概以为吴承恩是为了凑字数赚稿费，没啥实质性意思。这段话绝对有意思！

这段话，被一个美女看到了。她嫣然一笑。

她就是毕业于中国科技大学少年班的华人，哈佛大学美女教授，新当选美国科学院院士，庄小威。

写到这，必须引入另一个人的工作，Paul R. Silven。Paul说，“其实虽然不能分辨，但是如果横竖就那么一个，那你还是很容易从一个高斯分布的结构中对其精确定位的，就像一座山，如果之前告诉你这个山是高斯正态分布型的，你绝对可以把山顶的位置比较精确地定位，而不是在半山腰量一下山的周长，说，山顶就在这里面儿。”

不知道这个外国人在说这段话的时候最后有没有北京特有的“儿化音”，但是，这一见地却让人振聋发聩。他给这个方法一个好听的名字：Fiona，FIONA—Fluorescence Imaging with One-Nanometer Accuracy.

Paul R. Silven, Myosin V Walks Hand-Over-Hand: Single Fluorophore Imaging with 1.5-nm Localization, Science 2003.

好，说说小威是怎么实现从“色即是空”来慧眼分辨的：

前面我们说到，当两个发光团太接近的时候，传统分辨率不能分辨。庄小威的想法就是，如果能够用两种颜色的光，一束管死，通过光漂白，让大部分粒子激发过度到达暗态（死了）；另一束管活，通过激活，就像灵芝草似的，让极个别死去的粒子再活过来。由于活着的是极少数。这样，就有一部分粒子是只有自己发光周边都是不发光的，就可以很容易地把它定位出来；再把它激发、打死，救活另外一些，如此往复。

通过“你死我活”的策略，对粒子的定位逐一击破。

就如一场初春的小雨落在池塘，只要雨小，就能通过涟漪跟踪到每滴雨洒落的位置。STORM，全称是Stochastic Optical Reconstruction Microscopy。

为什么庄小威会发Science？选对了合适的问题当然是一方面，另一方面是，她发现了一个重要的Cy3-Cy5对，发不同颜色的光，这一对荧光团过去被用在荧光共振能量转移FRET成像研究中。小威在进行感冒病毒的研究中偶然发现，这一对可爱的蛋白能够像开关一样，通过光控制他们或者发荧光，或者不发荧光。

有了开关，就实现了超分辨。开关就是二进制，就是阴阳，就是太极，就是八卦，就是万物。

小威，谢谢你，让西方科技世界看到东方哲学之美。

发几则《科学网》对庄小威的报道：

科学家发明活细胞超分辨率荧光成像技术

庄小威：不言放弃的美国院士

庄小威获2011年赛克勒国际生物物理学奖

--------华丽的分割线------

写到这里的时候，笔者刚好有一篇文章在Opt. Express刊出，内容是关于如何用一小片塑料或纸片，用共聚焦扫描显微就能在透明的样品(细胞、组织切片都行）实现和DIC一样震撼的位相浮雕成像的。同时，告诫大家不要将打印纸含在嘴上，也不要用廉价餐巾纸擦嘴，有剧毒致癌物----我们实验发现，从三无小饭馆来的餐巾纸荧光极强，打印纸荧光也不弱。
链接：http://www.opticsinfobase.org/oe/viewmedia.cfm?uri=oe-20-13-14100&seq=0