光学显微镜作为生物学研究的重要工具，使我们得以窥见微观世界的奥秘。随着生命科学的深入探索，我们对细胞内部精细结构解析的需求不断提升，而传统光学显微镜因光学衍射极限，难以清晰解析纳米尺度的细节。
为了解决日益凸显的分辨率瓶颈，近年来，一系列超分辨率（Super resolution, SR）光学成像技术得到了飞速发展。该技术的提出彻底突破了传统显微镜的分辨率限制，实现了细胞结构的超高分辨率成像，并掀开了生命科学研究的新篇章。
近日，Science China Life Sciences (《中国科学：生命科学》英文版) 在线出版了题为“Cellular optical imaging techniques: a dynamic advancing frontier”的综述文章。该综述由北京大学陈良怡教授牵头组织，由中国科学院生物物理研究所纪伟研究员、北京大学席鹏教授、浙江大学匡翠方教授、北京大学孙育杰教授、华中科技大学费鹏教授等多位专家共同撰写完成。
文章系统阐述了多种超分辨显微镜的技术原理与性能特点，并结合生物学及医学领域的应用实例，不仅为成像技术领域的科研人员提供了明确的技术发展方向，也为生命科学研究者在技术选型上提供了切实有效的参考指导。
单分子定位超分辨显微镜在细胞生物学中的应用
文章系统回顾了领域内的最新进展，涵盖结构光照明显微镜（Structured illumination microscopy，SIM）、点扫描超分辨率显微镜（Point scanning super resolution，PS-SR）、单分子定位显微镜（Single molecule localization microscopy，SMLM）及数学与深度学习（Deep learning，DL）算法等前沿技术。超分辨显微成像技术为生命科学迈入纳米尺度研究提供了强大支撑。这些技术不仅为基础细胞生物学带来了强有力的观察工具，更广泛应用于神经科学、肿瘤研究和再生医学等领域，开拓了观察细胞器动态、蛋白质分布和分子相互作用的新视野，助力疾病机制研究与新药开发迈出关键步伐。
深度学习超分辨技术
超分辨率显微成像以其前所未有的视角，推动科学家们深入揭示细胞微观世界的复杂性，洞察生命活动的本质细节。如今，超分辨率成像技术已站在生命科学研究的前沿，开启了前所未有的纳米世界探索之门。未来，作为高度交叉融合的技术领域，超分辨率成像将持续依托跨学科合作与技术创新，突破成像分辨率和速度的极限，扩展生物样本的适用范围，助力科学家精确揭示细胞内复杂的分子机制与动态过程。随着细胞纳米世界的逐步揭示，超分辨率成像技术必将持续驱动生命科学的探索之旅，扬帆远航，开创更加辉煌的未来。
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https://doi.org/10.1007/s11427-024-2916-5
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