图:由于显微镜的大视场，可以同时获得多个细胞的超分辨率图像
研究人员已经开发出一种荧光显微镜，它使用结构照明在宽视场上进行快速超分辨率成像。这种新型显微镜可以以非常高的分辨率同时对多个活细胞成像，以研究各种药物和药物混合物对人体的影响。
来自德国Bielefeld 大学的Henning Ortkrass说:“复方药剂——通常用于慢性病患者或老年人的多种药物组合的效果——可能导致危险的相互作用，并正在成为一个主要问题。”“我们开发了这种显微镜，作为EIC Pathfinder项目的一部分，该项目旨在开发一个平台，可以研究个体患者的复方药剂。”
在Optics Express上，研究人员描述了他们的新显微镜，该显微镜使用光纤传输激发光，在非常大的视野范围内实现非常高的图像质量，具有多色和高速的能力。他们表明，该仪器可用于肝细胞成像，实现高达150 x 150 μm2的视场和高达44 Hz的成像速率，同时保持小于100 nm的时空分辨率。
Ortkrass说:“有了这种新的显微镜，可以在分离的细胞上测试单个药物组合，然后用超分辨率成像，观察细胞膜特征或细胞器的动力学。”“大视野可以提供有关细胞反应的统计信息，可用于改善个性化医疗保健。由于该系统潜在的小尺寸，它也可能用于高分辨率的临床应用。”
图：研究人员开发了一种荧光显微镜，该显微镜使用结构化照明在宽视场内进行快速超分辨率成像
大视场的高分辨率
这种新型显微镜是基于超分辨结构照明显微镜(SR-SIM)的，它使用光的结构模式来激发样品中的荧光，并实现超过光衍射极限的空间分辨率。SR-SIM特别适合于活细胞成像，因为它使用低功率激发，在产生高度详细的图像时不会损害样品。
为了在宽视场内实现高分辨率，这种新型显微镜从一组原始图像中重建超分辨率图像。这些原始图像是通过使用一组六根光纤以正弦条纹模式照射样品而获得的，该模式被移动和旋转以获得额外的信息。这使分辨率提高了两倍，同时仍能实现快速成像并与活细胞成像兼容。
Ortkrass说:“光纤选择和相移是使用新设计的基于振镜和mems反射镜的光纤开关进行的。”“我们还定制了一个六角形支架，可以将六根光纤的光束对准并重新聚焦到显微镜中，以照亮大视场，并允许精确调整所有光束。这使得该装置可用于全内反射荧光激发(TIRF)-SIM，用于将荧光激发和检测限制在样品的薄区域。”
肝细胞成像
由于肝脏是参与药物代谢的主要器官，研究人员使用固定的多色染色大鼠肝细胞样本进行了测试。用新显微镜产生的重建图像使比光的衍射极限更小的微小膜结构可视化。
Ortkrass说:“这个紧凑的系统独特地结合了大视野、快速模式切换速度和多色、节能激励。”“此外，该设置实现了非常高的图像质量，可以调整为执行2D-SIM或TIRF-SIM。”
接下来，研究人员计划将显微镜装置应用于肝细胞的活细胞研究，以观察几种药物治疗后细胞的动力学。他们还计划改进图像重建过程，以实现获得的原始数据的实时重建。
