作者:CNBP·艾泼斯坦 信用:CNBP 医学研究人员在光学显微镜下研究细胞时面临一个障碍——物理定律
获得低于某一尺寸的任何东西的图像是复杂的；光学孔径和可见光的波长严重影响清晰度
被称为衍射极限，德国物理学家恩斯特·阿贝于1873年第一次遇到它，它将分辨率限制在最高200纳米(或200亿分之一米)
在过去的20年里，新的“超分辨率”技术已经突破了这个障碍，将物品成像到几个纳米
其中之一，STED(或受激发射损耗)显微镜，甚至获得了2014年诺贝尔物理学奖
但是超分辨率也有局限性:它要么需要复杂的工具，要么需要大量的计算机处理，这会增加模糊的故障
它通常使用分子染料作为荧光标记，这种标记在激光照射下很容易降解，因此无法用于长时间曝光
在纳米生物光子学中心(CNBP)，科学家们正在探索一种新策略，延长研究人员在显微镜下分析细胞的时间
它依赖于一种不同类型的荧光标记物的巧妙使用，这种标记物被称为上转换纳米粒子，或称UCNPs
“超临界纳米粒子的光学特性为生物传感应用提供了许多机会，特别是在超分辨率成像方面。”
西蒙·德·卡米利斯是CNBP麦格理大学的博士后研究员，他是高级检测和成像小组的首席研究员吉姆·派珀教授领导的团队的一员
该团队开发了一种新的UCNPs，当被近红外光激发时，其亮度会突然改变
这种行为可以用来以衍射极限的一半的分辨率成像物体，从而可以更清楚地看到这些极小的粒子
更重要的是，该方法可以应用于当今实验室广泛使用的标准共焦显微镜
因为它依赖于相对低功率的光，这项技术——被称为上转换超线性激发发射显微镜——对活细胞相对无害，可以成像到组织的更深处
UCNPs还可以与STED方法一起工作，允许成像到60纳米，与使用分子染料的传统STED的性能相当
该团队目前正在完善新的铀转化炉的设计，并提高其制造可靠性
这些改进，加上接近单个纳米粒子大小的成像能力的提高，为“定量成像”铺平了道路:计算细胞中铀转化子的实际数量，以及识别每个纳米粒子探针的位置并知道它们在哪里的能力
“目前，当它们靠得很近时，很难区分它们，”德·卡米利斯说
“因此，我们现在正在试验统一通信网络的组成和结构，以便能够真正解决单个统一通信网络，即使它们是集群的
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