应用分享|SIM&NIR-II强强联合,携手实现深层的超分辨率活体成像

SIM作为一种宽场显微成像技术，其原理是利用一系列结构光的发生装置（如光栅、空间调制器、数字微镜阵列DMD等）照明样品，将样品图像的高频信息通过莫尔效应转换到低频部分，再通过对频谱的分离和重组获得超分辨图像，经物镜投影在样品上，调制光产生的荧光信号再被相机接收。本质上，SIM是一种通过软件算法来提高图像分辨率的方法。

相较于受激辐射损耗显微技术（STED）和单分子定位显微技术（SMLM），SIM具有超分辨成像速度快、低光毒性、激发功率低和对荧光材料无特殊要求的优点，在活体细胞动态超分辨观测上得到了广泛的应用。

图2.结构光照明荧光显微技术（图源：百度百科）

近红外二区荧光成像技术（以下简称NIR-II）相比可见光和NIR-I，具有更高的空间分辨率、更深的穿透生物基质深度、较低的光学吸收和散射以及较小的组织自发荧光现象。NIR-II对生物组织成像分辨率一般可达30um左右，能直接对细小的血管进行成像；穿透深度大致为2cm，即便是小鼠体内深处脏器发出的信号也能被检测到。

因此，NIR-II被认为是一种能够提供更高质量生物活体成像的技术，可以实现更深更精准的生物成像与检测，常应用于生物医学研究、活体生物原位成像、肿瘤检测、血管成像等领域。

图3.Ninox640SU 深度制冷红外InGaAs相机安装在显微镜上

科研人员们将SIM与NIR-II相结合后，形成了一种全新的生物组织成像技术。NIR-II可以有效扩展SIM硬件配置，两者强强联合能够实现对生物组织的超分辨率成像。

利用这种新型的成像技术，研究人员可以清晰地观察到生物组织内部的细微结构。例如，细胞的膜结构、细胞器以及神经纤维等,可以应用于生物组织的生理和病理过程研究、疾病的早期诊断和治疗等方面。