作者：王瑾瑜
超分辨率技术近年来不断的被大家提及，而且广泛的运用在生物的各个领域。目前超分辨率成像技术主要分为三大类，第一种是基于单分子定位的PALM/ STORM技术，第二种是基于受激发射淬灭的STED技术，第三种就是基于结构光照明成像的SIM技术。
虽然我们知道STED技术和PALM/STORM技术在空间分辨率上有非常高的提升（可达到20-50nm的分辨率），但是他们也有明显的缺点：样品需要很强的激发光来照射。这样不仅使我们的荧光蛋白或分子漂白，还会产生大量的自由基损伤活细胞样品。很难运用普通的荧光蛋白或分子成像及活细胞成像。相反，SIM成像可以有效的利用荧光分子发出的光子，大大降低所需的照明功率。在传统荧光显微镜及confocal下成像的样品均可运用SIM成像，另外也是活细胞超分辨成像的一个利器。
SIM的成像技术是利用利用空间有结构的光束来激发荧光，激发图形和荧光团密度的混合频率，将样品中通常不可见的高频信息携带到显微镜的可见低通频带；通过改变图案的方向和相位，记录荧光结果并对得到的多个图像数据集进行适当的处理，提取携带的高频信息并重建出超分辨率图像。SIM XY分辨率理论上可以达到传统荧光显微镜的两倍。（原理我就简单说说，对具体细节感兴趣的同学可以直接参考Mats Gustafsson的文献）
到这里，我要再次重复一下SIM超分辨成像的优势，对荧光蛋白或分子的要求少（基本上我们日常使用的荧光探针均可使用），时间分辨率高（可用作活细胞成像），荧光光子利用率高。在过去的十几年里，SIM技术已经广泛运用在细胞生理学、细胞动力学等亚细胞水平的研究中。三维结构光照明显微镜（3D-SIM）可在纵向不同层面上获取图像，通过一系列层析图像重构成3D图像。那我们接下来就看一下SIM的应用吧！
从这里开始通过图片进行各种传统光学显微镜和SIM图像的对比，各种经典文章参考！
先看看confocal和SIM的图像的对比吧！
到目前为止，运用SIM成像技术发表的文章不胜枚举，想到这里，就不得不提一篇2008年Lothar Schermelleh这篇关于细胞核、核纤层和核孔复合物的3D-SIM成像。他不仅直观的对比了confocal和SIM的图像，还增加了反卷积后的图像。
SIM成像技术在细胞生物学领域的应用主要分为两个方面：
第一，观察样品的结构特征；植物或动物的亚细胞结构、蛋白共定位等。
下面这篇文章是运用SIM成像技术，对烟草细胞的胞间连丝进行成像（Super-Resolution Imaging of Plasmodesmata Using Three-Dimensional Structured Illumination Microscopy）
下面这一篇是观察疟原虫裂殖性孢子（绿色）在入侵时，肌动蛋白（红色）的结构。
再给大家看看三维动态的结构
第二，活细胞的动态观察。
下图是运用SIM成像技术对线粒体的三维动态成像。
下面这篇文章主要是运用SIM成像技术对细胞内亚细胞结构的双色3D-SIM活动态图（Time-lapse two-color 3D imaging of live cells with doubled resolution using structured illumination）
这样的案例太多太多了，看到眼花缭乱，欢迎大家前来咨询、实验。
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