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技术专栏
荧光显微镜的未来与发展

在过去的二十年,我们见证的荧光科学没多大突破性进展。显微镜、相机系统和荧光基团的发展同步,能看到更高时空分辨率下的亚细胞过程。今天,荧光显微镜已经发展出各种方法,从活细胞成像到药物研发再到医学诊断等。

然而,确定未来之需才是最难的工作。如,谁能预言出光激活定位超分辨率显微镜、用于动物活体神经系统成像路径研究的Cre-Lox系统?这些导致以下问题的出现:未来将需要什么样的新荧光基团和标记技术?将会发展出来多快的设备?

荧光蛋白都是基因编码的标记物,可以用传统的分子生物技术把它们整合进任何感兴趣的靶向蛋白。从水母中发现的GFP经过改造成为最有应用价值的蛋白。大概,有潜力成为最有用的是一组被命名为荧光笔的荧光蛋白。

它们在追踪活细胞的动态过程时非常有效。总的来说,尽管荧光蛋白比合成染料和量子点衰减的快,但它们没有毒性、光稳定性强。

我们希望以后能看到荧光基团领域的重大改进。随着制造商的研发,合成染料技术一直在改进。同时,量子点也变得十分有用。杂交系统也得到相当大的关注,许多新技术正在出现。最后,看起来新的有前景的荧光基团一直在出现。动态检测包括PH、电压、糖代谢等各种细胞过程的生物敏感器,正被引入世界各地的实验室。

随处可见的PALM、STED、4Pi、STORM、SIM、RESOLFT超高分辨率显微镜目前是荧光显微镜发展最快的前沿阵地。几乎每月都会有扩展或突破衍射限制的新技术出现。尽管在各方面看起来不太相关,组成超高分辨率显微镜的各种技术都是把生物样品单细胞的成像做为共同目标。将来重要的问题恰恰是分辨率的极限和我们如何快速而有效地折中光学显微镜和电镜的功能。更重要的是,这些都能用到活细胞甚至动物活体上吗?

几个制造商现在开始提供应对方案或正在开发这些设备并许诺推广这个技术成为主流。超高分辨率显微镜的复杂荧光基团蛋白仍然非常需要,大多数方法还没扩展到活细胞成像。希望这个技术能发展出附属设备可以接到宽视野或共聚焦显微镜上采图。

 

 

 

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