西北大学 3D双平面传感和诊断模块系统示意图
学分:西北大学 西北大学的一个研究小组开发了一种新的方法来进行光谱纳米复制，这种方法可以帮助研究人员理解更复杂的生物分子相互作用，并在单分子水平上表征细胞和疾病。
这种新系统被称为不对称分散光谱单分子定位显微镜(SDsSMLM)，它建立在麦考密克工程学院开发的现有单分子定位显微镜技术的基础上，提供更精确的光谱单分子分析，以研究某些癌症或糖尿病视网膜病变等疾病背后的细胞如何在其局部环境中发挥作用。
虽然当前的光谱单分子定位显微技术同时实现了超分辨率成像和单分子光谱，但是当前的固态多层膜设计存在成像分辨率和光谱精度降低的问题
这是由系统将有限数量的发射光子(传输电磁光的原子粒子)分成两个独立的空间和光谱成像通道造成的
领导这项研究的生物医学工程教授张浩说:“我们不应该满足于只知道某个特定分子在哪里，或者许多分子在哪里，而不区分它们的性质。”
“我们的方法使我们能够充分利用每次发射的所有光子进行空间成像和光谱分析
因此，与现有的sSMLM技术相比，我们显著提高了空间成像分辨率和光谱精度
" 5月25日，在《光:科学与应用》杂志上发表了一篇描述这项工作的论文，题目是“对称分散光谱单分子定位显微术”
机械工程教授孙成是这篇论文的合著者
与现有的sSMLM方法不同，它通常使用1:3的比例在空间和光谱通道之间分割照片，SDsSMLM提交所有可用的照片来创建两个镜像光谱图像
这种方法以尽可能高的分辨率提取光谱信息
此外，由于图像是对称的，研究人员仍然可以通过识别两幅光谱图像之间的中点来识别空间信息
研究人员发现，与使用相同数量照片的现有sSMLM相比，sSMLM将空间精度提高了42%，光谱精度提高了10%
“我们意识到，在现有的多光谱遥感技术中，空间信息在光谱图像中被完全忽略了，”张说
“这种方法允许我们将所有可用的光子用于光谱分析，以提高分辨率极限，同时还能获得空间成像
" 当与光谱单分子成像技术一起使用时，传感和诊断模块可适用于三维细胞成像，这是细胞生物学和材料科学中的一个重要工具，使研究人员能够跟踪细胞在其环境中如何相互作用
“这种技术适用于所有分子，不管它们的发射光谱和微小的光谱变化，甚至在同一物种的分子之间，”张说
“随着空间分辨率和光谱精度的提高，固态基质金属蛋白酶将在细胞的多分子成像和生物和化学研究中对单个纳米粒子的三维跟踪方面得到更广泛的应用
" 除了系统的先进成像能力，SDsSMLM的紧凑特性允许与传统荧光显微镜系统轻松集成和可靠操作
结合研究人员开发的一个名为RainbowSTORM的开源插件，张希望生物研究界的其他成员将这一先进技术融入到他们自己的工作中
“我们的设计是独立的，可以安装在大多数显微镜系统中，”张说
“我们希望其他研究人员利用我们创造的东西
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