近期，中國科學院上海光學精密機械研究所融創中心付國副研究員團隊，在基于單分子定位的光學超分辨顯微術領域取得研究進展。相關成果以“Molecular Resolution Imaging Based on Two-color Single-Molecular Localization Microscopy (SMLM)”為題發表于Optics Express。
 

　　2006年Eric Betzig提出基于單分子定位的超分辨顯微術，打破了光學衍射極限，實現了幾納米到幾十納米的分辨率，從而獲得了2014年的諾貝爾化學獎。近年來，國內外研究團隊已經將光學超分辨顯微術的分辨率提升到了分子尺度(2-4nm)，甚至逼近了1 nm的空間分辨率。然而，這些技術往往需要極其復雜和成本高昂的光學系統，或者需要定制化的樣品準備，因而極大地限制了這些顯微術的廣泛使用。為此，研究團隊開發了一種應用難度更低的分子尺度分辨率的光學超分辨顯微術，命名為MITI (Molecular Imaging by Two-color Imaging )。
 

　　MITI結合了單分子定位顯微術和雙色成像技術，通過雙色成像，將不同熒光標記的熒光分子進行分離，對獲得的熒光分子的定位分布進行擬合，獲得該熒光分子的中心和定位精度，擬合得到的定位精度等于單分子定位顯微術的定位精度(幾納米到幾十納米)除于熒光分子的定位總數，理論上最高分辨率可以到亞納米。MITI能夠有效分辨標記在2-10 nm長的單鏈DNA兩端的熒光分子以及融合在5 nmFtsZ蛋白兩端的光控熒光蛋白，并且MITI可以實現精準的2-10 nm的距離測量。MITI為分子尺度的生物學過程的解析提供了一個有效手段，在分子尺度生物結構和距離的解析開辟了一條新的通道。
 

　　本工作得到了上海光機所啟動基金支持。
 

　　圖 1. MITI原理示意圖。(a-d)單分子定位顯微術(SMLM)的成像過程，分別為納米結構標記示意圖(a)，單分子定位分布(b)，基于單分子定位分布生成的超分辨圖像(c)以及單分子定位精度的分布(d)。(e-j)MITI的成像過程，分別為納米結構標記示意圖(e)，雙通道內的單分子定位分布(f)，基于單分子定位分布生成的超分辨圖像(g)，單分子定位精度的分布(h)，MITI圖像(i)以及雙通道合并的MITI圖像(j)。