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《先进材料》封面文章报道孙育杰组超分辨成像新探针
日期: 2017-02-17       点击量: 1870

最近二十年,超高分辨荧光显微成像的出现打破了光学衍射极限,使得科学家以空前的视角去探索生物世界,并获得了2014年诺贝尔化学奖。这一技术可分为三类:基于焦点调制的方法如STED,基于单分子定位的方法如PALM/STORM,以及基于荧光探针闪烁特性的统计型超分辨方法如SOFI/3B等。其中,基于荧光探针闪烁特性的统计型超分辨方法是基于对荧光探针在时序上的荧光波动(荧光辐射的间歇现象)的相关统计分析来突破光学衍射极限。相比于其他技术,具有以下明显的优势:较高的时间分辨率和成像深度;不需要控制、同步光活化和复杂的电子系统设备,光毒性小、适合活细胞成像等。

前期,北大生命科学学院生物动态光学成像中心(BIOPIC)孙育杰课题组在基于荧光探针闪烁特性的统计型超分辨技术方面取得了系列进展,发展了适合组织成像超分辨技术:(1)双光子超分辨率光学波动成像 (2PLS-SOFI)技术(Chen, Xuanze, et al. Nanoscale, 2016);(2)系统比较了不同探测器对超分辨结果的影响(Chen, Xuanze, et al. Journal of biomedical optics, 2016);(3)发展了新型定量贝叶斯超分辨成像技术,实现了活细胞单个转录工厂(RNA Pol II cluster)的动态过程观测和定量分析(Chen, Xuanze, et al. ACS nano, 2016)。

为了进一步提高超分辨成像的各项指标,迫切需要高量子产率、超高光稳定性和优异的生物兼容性的荧光探针。日前,北京大学生物动态光学成像中心孙育杰课题组联合吉林大学吴长锋课题组在国际上首次研发成功适用于统计型超分辨成像的小尺寸光闪烁半导体聚合物量子点(Pdots),该探针具有高亮度、超高光稳定性和优异的生物兼容性等优势,并可以特异性地对生物亚细胞结构进行高密度标记,该工作成功取得超分辨率光学波动成像(SOFI)结果,打开聚合物量子点超分辨成像的新领域。最新研究成果在国际权威刊物《Advanced Materials》(先进材料,IF:18.96)上作为封面文章在线发表,同时被所有审稿人均评为VIP(Very Important Paper)文章。

文章封面(左列),小尺寸光闪烁聚合物量子点的化学式(中列),闪烁性质(右上)及其生物标记、超分辨成像结果(右下)

论文第一作者为北京大学生命科学学院博士生陈轩泽、李荣琴以及吉林大学博士生刘志贺。北京大学孙育杰研究员和吉林大学吴长锋教授为本文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和科技部“863计划”的资助。

链接:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201604850/abstract

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201770030/full

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