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如何实现光学超分辨(五) 精选

已有 18636 次阅读 2012-6-14 09:05 |系统分类:科研笔记| normal, center, storm, 庄小威, 超分辨

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:

  有中有,不无中无。色中色,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. SilvenPaul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:FionaFIONA—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。


庄小威STORM技术原理。

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2011年赛克勒国际生物物理学奖

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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




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