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新技术问世 光学显微镜分辨率壁垒得打破
来源: | 发布日期:2022-05-26 08:25:21
 

       16世纪末,荷兰眼镜商亚斯·詹森和科学家汉斯·利珀希用两个镜头制作了一个简单的显微镜。虽然他们没有使用显微镜进行观察和研究,但显微镜的诞生为科学家使用显微镜进行科学研究提供了强有力的观察手段。通过显微镜的媒介,人类打开了微世界的大门,发现了许多肉眼无法观察到的微生物。与此同时,原子时代也宣布了。

       经过几个世纪的发展和演变,显微镜已经从功能单一、制作粗糙的简单显微镜演变为功能齐全、制作精良、技术先进的显微镜。目前,显微镜可分为偏光显微镜光学显微镜、电子显微镜和数字显微镜四类。

       其中,偏光显微镜是一种研究透明和不透明各向异性材料的显微镜,广泛应用于科学和工程专业;光学显微镜由光学、照明和机械部件组成,光学部分是其核心;电子显微镜的放大功能和分辨率高于光学显微镜;数字显微镜可以通过数字模型转换实现视频成像,主要用于教学。

       上述四类显微镜虽然结构各异,应用领域不同,但对于开拓人类视野,帮助科学家发现新物种、新病菌,助力医疗领域克服重大生理疾病,从而延长人类寿命都具有不可替代的重要意义。

       在人类社会的人类社会发展史上,科学技术的发展并不止于此。21世纪,为了进一步提高显微镜的分辨率,观察更小的生物,探索微生物的奥秘,许多科学家孜孜不倦地探索和研究,开发了各种高分辨率荧光成像技术,将分辨率提高到几十纳米,突破了传统光学显微镜的分辨率很限。然而,在观察纳米尺度的亚细胞结构甚至单个生物大分子的结构时,现有的技术水平远远不够学显微镜的分辨率需要提高到分子水平,这对科学家来说是一个巨大的挑战。

       然而,困难从来都不是科技发展的绊脚石,而是垫脚石和助推器。在反复探索试错和进步的道路上,只有跨越困难山,突破技术瓶颈,科技水平才能赢得质的飞跃。

       近日,中国科学家在《自然》中-该方法在杂志上发表了一项新的研究成果,指出中国科学家开发了一种新的干扰单分子定位显微镜技术——重复光学选择性曝光(Repetitive Optical Selective Exposure,ROSE)。该技术可分辨出5 nm的DNA折纸(DNA origami)将显微镜的分辨率提高到3 nm单分子定位精度接近1 nm,是传统的方法2.4倍。研究结果的出现表明,光学显微镜的分辨率限制进一步被打破。因此,人类对微观世界大门的枷锁得到了深刻的理解,更小的世界正在等待科学家的探索。

       从肉眼观察自然世界到使用普通显微镜发现微生物的世界,再到通过更高分辨率的现代显微镜发现纳米尺度,甚至分子尺度的微世界,人类花了数百年的时间。在过去的几百年里,人类克服了困难的山脉,挑战了无数次不可能,并努力朝着技术高峰前进。目前,技术仍在大步前进,未来,先进的技术水平将继续像长江后浪一样更新迭代。

       以上资料来源参考:中华人民共和国科技部、百度百科

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