User:Kevin6983876/超高解析度顯微鏡學
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在光學顯微鏡學中,超高解析度顯微鏡學是一結合多項技術的專有名詞,此技術讓影像解析度能超越繞射極限[1][2]。根據1873年恩斯特·阿贝的研究(特別是對於寬場光源),光的繞射會造成傳統光學顯微鏡解析度的極限[3]:一数值孔径N.A.,且入射光波長為λ的具繞射極限的顯微鏡的水平解析度為d = λ/(2 N.A.),垂直解析度(z方向)也可以用同樣的表達式給出。一個標準的光學顯微鏡解析度在可見光範圍約為水平200奈米、垂直600奈米[4]。實驗上,可達到的解析度可量取點狀物體的点扩散函数的半峰全宽求得。雖然顯微鏡的解析力並未完整定義[5],目前公認超高解析度顯微鏡技術可達到比阿貝所定義的解析度。
超高解析度顯影劑術包含單分子局域分析法、光子穿隧顯微術[6]、以及利用超級透鏡、近場掃描式光學顯微鏡、4Pi顯微鏡、共聚焦显微镜(將針孔關閉)、或是經過反褶積[7] 、偵測器相素重配等計算處理後的共軛焦顯微鏡影像[8][9],也包含利用結構性光源的險微鏡技術(例如SIM以及垂直顯像SMI)。
目前有兩種主要的功能型超高解析度顯微鏡學:[10]
- 決定性超高解析度:常用在生物顯微鏡的發光物─螢光色素,受激後有非線性反應,此非線性反應可以用來提高解析度,這些方法包括誘導發射抑制性顯微術、激態抑制性顯微術、可逆飽和光學螢光轉換和SSIM。
- 隨機性超高解析度:分子光源的化學複雜性提供時間域上的複雜表現,可以讓許多非常接近的螢光色素在不同時間發光,因而可以在不同時間解析不同分子。这些方法包括超解析度光變成像(SOFI)和全單分子局域方法(SMLM)如 垂直顯像SMI、光活化局域性顯微鏡法, FPALM、STORM和dSTORM。
2014年10月8日, 诺贝尔化学奖頒發给艾力克·貝齊格, 威廉·莫爾納爾和斯特凡·赫爾以表彰他們對"超高解析度螢光顯微鏡"的貢獻,這促使"光学显微镜進展到奈米尺度"。[11][12]