📚 活體細胞超高解析度偏振顯微新技術

瑞士洛桑聯邦理工學院奈米生物學實驗室於2026年8月31日在自然方法期刊發表突破性研究，並於2026年10月29日由每日科技網站報導。由亞歷山德拉·拉德諾維奇教授領導、博士生郭威與萊莉·費萊蒂共同開發的『空間偏振誘導螢光波動成像』技術，成功在單次相機曝光中捕捉活體細胞內部的微小動態結構。此技術將影像解析度提升高達兩倍，在觀察活體細胞時能清晰分辨160至170奈米的細微構造，若結合現有波動後處理方法，解析度更可進一步達到約80奈米。 研究團隊指出，傳統超高解析度顯微鏡通常需要累積數百甚至數千張影像，仰賴時間資訊來換取空間解析度，這雖適用於結構靜止的化學固定細胞，卻難以應對粒線體持續變形、微管重組及去氧核糖核酸不斷移動的活體細胞，導致最終合成影像容易產生模糊。作者強調，唯有擺脫多幀重建的時間限制，改從單次曝光中直接提取空間資訊，才能真正實現高通量、多維度的活體細胞高速動態觀測。 該技術的核心策略是利用螢光分子受雷射激發時，會根據分子自身方向發射出特定振盪方向的偏振光。系統在單次曝光期間，將發射光分離至四個對不同偏振分量敏感的獨立通道，透過同步比對這四張影像來還原精細結構並提取分子方向資訊。由於每次曝光皆能直接生成一張超高解析度影像，研究人員能將連續畫面直接串聯成超高解析度動態影片，成功記錄下活體細胞內粒線體與微管的移動，以及細胞結構的融合與分裂過程。 這項創新對生物醫學與臨床研究具備高度實用價值。由於該技術的光學元件可直接整合至現有的螢光顯微鏡中，大幅降低了實驗室導入新設備的門檻。研究團隊目前已著手將系統微型化並與三維顯微技術結合，未來可廣泛應用於細胞生物學、神經科學、生物物理學及新藥開發領域，協助科學家即時追蹤藥物作用下的細胞內部快速結構變化。