超高分辨率荧光显微镜标准纳米阵列样品研究

Super resolution fluorescence microscopy is a breakthrough imaging technology emerged in recent years and attracts lots of research interesting. It based on high precise single molecule localization and image reconstruction. In this method, image resolution is decided not only by the accuracy and sensitivity of optical system hardware, but also by the single molecule event identification and localization algorithm. The advantage of super resolution microscopy is that it is capable of measuring fluorescent labeled molecule distribution with tens of nanometers resolution based on far field optical imaging. Optical system with different design, implementation and localization algorithm could obtain different resolution and corresponding results. A main application of super resolution microscopy is cell imaging. However, cells have varied shapes and sizes and can not offer standard measurement. Resolution claimed by different research groups can not be calibrated and compared directly. This proposal suggests the research for fabrication of fluorescent nanostructure as standard sample produced by micro and nano-fabrication techniques and/or designed molecular self-assembly. The standard nanostructure can be a standard calibration of super resolution system and a great contribution in this research field.

超高分辨率荧光显微镜是近年兴起的突破性成像技术，吸引了广泛的科研兴趣。该技术的基本原理是在单分子成像基础上通过计算机高精度的定位拟合重构得到超高分辨率图像。超高分辨率荧光显微镜的一个主要应用是细胞成像，胞内结构复杂，可以对其内部多组分荧光标记，研究其在细胞内的相互关系和分布。这一技术中，图像的分辨率除了取决于光学系统的精度与灵敏度，还在极大程度上取决于单分子事件的鉴别及拟合算法的选取。该技术的突破性在于基于远场光学能在几十纳米精度上测量荧光标记目标分子的空间分布与距离关系,而不同光学系统和算法可能会给出不同的结果，导致相异的结论。而细胞本身不能提供标准尺度，使得各个研究小组宣称的分辨率没有统一的标定，难以直接对比。本项目计划通过多种微纳加工技术及大分子的可设计自主装，制备标准样品，并成为超高分辨率荧光显微镜分辨率测定的标准。本项目的实施将使这研究领域的一个重大贡献。

超高分辨率荧光显微镜是近年兴起的突破性成像技术，吸引了广泛的科研兴趣。该技术的基本原理是在单分子成像基础上通过计算机高精度的定位拟合重构得到超高分辨率图像。超高分辨率荧光显微镜的一个主要应用是细胞成像，胞内结构复杂，可以对其内部多组分荧光标记，研究其在细胞内的相互关系和分布。这一技术中，图像的分辨率除了取决于光学系统的精度与灵敏度，还在极大程度上取决于单分子事件的鉴别及拟合算法的选取。该技术的突破性在于基于远场光学能在几十纳米精度上测量荧光标记目标分子的空间分布与距离关系,而不同光学系统和算法可能会给出不同的结果，导致相异的结论。而细胞本身不能提供标准尺度，使得各个研究小组宣称的分辨率没有统一的标定，难以直接对比。本项目发展了一种新型的微纳加工方法，利用电子束直写，在玻璃基底上制备了纳米精度的纳米荧光尺，并提出了数据分析算法，可以在纳米精度上标定超高分辨率荧光显微镜与传统分辨率荧光显微镜系统的分辨率。