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研究進(jìn)展:熒光偏振成像技術(shù)及其生物學(xué)應(yīng)用

瀏覽次數(shù):190 發(fā)布日期:2024-11-13  來(lái)源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)

熒光偏振成像通過(guò)測(cè)量樣品中熒光分子的偏振狀態(tài),得到樣品的取向結(jié)構(gòu)特征,在生物學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。偏振成像常與其他熒光顯微技術(shù)結(jié)合,用來(lái)解析細(xì)胞結(jié)構(gòu)的排列方向、生物大分子的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)取向和組織的有序性等信息,以研究細(xì)胞的生理過(guò)程、藥物對(duì)細(xì)胞的作用及異常結(jié)構(gòu)的檢測(cè)。

北京大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系的楊子儀團(tuán)隊(duì)發(fā)表文章,闡述了熒光偏振成像在生物學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用,對(duì)利用偏振信息獲取不同樣品取向結(jié)構(gòu)的研究方法進(jìn)行分析比較,并對(duì)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。

熒光偏振成像技術(shù)原理
熒光偏振成像在生物學(xué)研究中具有重要意義,它通過(guò)測(cè)量樣品內(nèi)熒光分子的偏振狀態(tài),進(jìn)而獲取樣品的取向結(jié)構(gòu)特征。

熒光具有強(qiáng)度、波長(zhǎng)、時(shí)間和偏振這四種特性,其中偏振方向與電場(chǎng)矢量方向一致。當(dāng)用線偏振光激發(fā)熒光偶極子時(shí),光子的吸收概率與激發(fā)光場(chǎng)和偶極子方向夾角的余弦平方成正比;最終探測(cè)概率也與輻射光場(chǎng)方向和探測(cè)器方向夾角的余弦平方成正比。因此,通過(guò)對(duì)發(fā)射光場(chǎng)方向和強(qiáng)度的探測(cè),能夠推斷出熒光偶極子的角度取向,從而進(jìn)一步研究樣品結(jié)構(gòu)特性,并且由于成像速度較快,該技術(shù)可用于活細(xì)胞樣本的實(shí)時(shí)取向和動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)分析。

主要的熒光偏振成像技術(shù)包括熒光各向異性(FA)、線性二向色性(LD)和散焦成像。這些技術(shù)能夠?qū)悠愤M(jìn)行單分子或?qū)拡?chǎng)成像觀測(cè)。單分子成像可獲取特定分子的取向和擺角,寬場(chǎng)成像則能得到一定區(qū)域內(nèi)多個(gè)探針的平均取向和平均擺角。

例如,熒光各向異性成像常采用圓偏振激發(fā)光,在探測(cè)光路中利用偏振分光棱鏡將發(fā)射熒光分解為不同方向,通過(guò)特定公式計(jì)算得到偶極子的取向特征;

線性二向色性成像利用偏振調(diào)制器產(chǎn)生不同方向的線偏振激發(fā)光,記錄熒光強(qiáng)度與激發(fā)光偏振態(tài)關(guān)系以獲取樣品取向信息;

散焦成像通過(guò)調(diào)節(jié)焦平面位置,根據(jù)物體散焦成像的雙瓣?duì)钐卣髋袛嗯紭O子取向,但該方法成像結(jié)果較模糊,對(duì)成像系統(tǒng)信噪比要求較高。

此外,熒光偏振技術(shù)還可與共聚焦、結(jié)構(gòu)光照明顯微等多種顯微技術(shù)相結(jié)合,在生物樣本成像時(shí),需綜合考慮時(shí)間和空間分辨率等因素,權(quán)衡不同技術(shù)性能以滿足生物學(xué)問(wèn)題的成像需求。

在生物學(xué)各領(lǐng)域的應(yīng)用

一、馬達(dá)蛋白研究
馬達(dá)蛋白包含動(dòng)力蛋白、驅(qū)動(dòng)蛋白和肌球蛋白,在細(xì)胞內(nèi)利用ATP水解能量沿微管或肌動(dòng)蛋白絲進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng),參與物質(zhì)運(yùn)輸、有絲分裂等重要生物學(xué)動(dòng)態(tài)過(guò)程。

熒光偏振成像在研究馬達(dá)蛋白動(dòng)態(tài)方位角等性質(zhì)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用,有助于建立馬達(dá)蛋白步進(jìn)模型,對(duì)探究人體生命活動(dòng)和馬達(dá)蛋白異常相關(guān)疾病意義重大。

例如,Goldman課題組在2017年運(yùn)用熒光偏振全內(nèi)反射顯微技術(shù)(polTIRF),將量子納米棒連接在動(dòng)力蛋白多肽部分環(huán)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行成像,測(cè)量其在微管步進(jìn)時(shí)環(huán)結(jié)構(gòu)的位置與3D方位角變化,發(fā)現(xiàn)平均角度變化約為8°,與步長(zhǎng)大小弱相關(guān)、與ATP濃度無(wú)關(guān),進(jìn)而提出基于桿的彎曲和鉸接的新動(dòng)力學(xué)模型。

對(duì)于驅(qū)動(dòng)蛋白,Moerner課題組在2001年比較不同熒光探針標(biāo)記效果并利用線性二色性熒光偏振顯微鏡研究其沿微管的取向性;Goldstein課題組同年運(yùn)用熒光偏振技術(shù)測(cè)量驅(qū)動(dòng)蛋白在不同核苷酸狀態(tài)下的熒光偏振比,推斷其取向靈活性并提出能量供應(yīng)下的步進(jìn)模型;Sosa課題組在2003年將研究推廣至二聚體,標(biāo)記驅(qū)動(dòng)蛋白二聚體研究ATP水解過(guò)程中兩個(gè)馬達(dá)結(jié)構(gòu)域的取向和相對(duì)構(gòu)型,2009年又對(duì)ATP等待狀態(tài)下的驅(qū)動(dòng)蛋白進(jìn)行標(biāo)記和偏振成像,補(bǔ)充了能量供應(yīng)下的驅(qū)動(dòng)蛋白步進(jìn)模型。

在肌球蛋白研究方面,Selvin課題組于2006年通過(guò)聚焦和散焦成像測(cè)量肌球蛋白V分子的3D取向和步進(jìn)行為;Goldman課題組在2007年運(yùn)用polTIRF技術(shù)研究肌球蛋白步進(jìn)時(shí)與肌動(dòng)蛋白絲的三維旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系,發(fā)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)區(qū)域和杠桿臂間存在柔性區(qū)域;2008年該課題組又用羅丹明標(biāo)記肌動(dòng)蛋白絲,測(cè)量肌球蛋白II和V步進(jìn)時(shí)肌動(dòng)蛋白絲繞軸旋轉(zhuǎn)的方位角變化,探討其旋轉(zhuǎn)機(jī)制;2012年Yanagida課題組用高熒光量子棒標(biāo)記肌球蛋白 V,研究其沿肌動(dòng)蛋白絲運(yùn)動(dòng)與繞自身軸旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系,得出每步進(jìn)一次繞自身軸旋轉(zhuǎn)約90°的結(jié)論;2013年Goldman課題組利用時(shí)間相關(guān)的單光子計(jì)數(shù)技術(shù),以高時(shí)間分辨率的polTIRF顯微鏡更精確地研究肌球蛋白的擺動(dòng)特征。

二、細(xì)胞膜研究
膜結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)變化
生物膜作為磷脂雙分子層,包含膽固醇和多種蛋白質(zhì),其結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)運(yùn)輸、信息交換和細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)等生命過(guò)程至關(guān)重要。熒光偏振可通過(guò)探針取向各向異性等參數(shù)反映膜結(jié)構(gòu)形態(tài)及信號(hào)傳導(dǎo)變化,為深入理解生物學(xué)機(jī)理提供依據(jù)。

眾多技術(shù)手段被應(yīng)用于該領(lǐng)域研究。2003年,Piston課題組使用標(biāo)記GFP的MHC蛋白,通過(guò)激光掃描顯微鏡測(cè)量計(jì)算穩(wěn)態(tài)各向異性,確定GFP和MHC單邊剛性連接位置,并研究MCMV肽片段裝載對(duì)各向異性的影響,為后續(xù)相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。

2004年,Almers課題組運(yùn)用全內(nèi)反射顯微鏡,以正交方向偏振光激發(fā)樣品觀測(cè)熒光強(qiáng)度,根據(jù)s和p激發(fā)下的熒光強(qiáng)度變化研究染料在質(zhì)膜中的擴(kuò)散,輔助探究胞吐過(guò)程中的膜融合。

2010年,Anantharam課題組以di標(biāo)記質(zhì)膜,采用偏振全內(nèi)反射熒光顯微鏡進(jìn)行高時(shí)空分辨率成像,觀察質(zhì)膜胞吐與內(nèi)吞時(shí)偏振參數(shù)的改變,研究質(zhì)膜拓?fù)湫螒B(tài)變化及相關(guān)蛋白在胞吐中的作用。

2011年,Brasselet課題組利用共聚焦熒光偏振顯微成像技術(shù),用GFP和di-8-ANEPPQ標(biāo)記細(xì)胞膜蛋白MHCI和脂質(zhì),加入改變細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)的藥物,通過(guò)測(cè)量藥物作用前后的偏振度推測(cè)擺角范圍變化,研究細(xì)胞骨架對(duì)細(xì)胞膜形態(tài)的作用。

2013年,Brasselet課題組在前期研究基礎(chǔ)上,利用傅里葉分析開(kāi)發(fā)高精度共聚焦顯微技術(shù),以不同親脂性探針標(biāo)記脂質(zhì)膜,研究膜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在細(xì)胞骨架受影響和膽固醇消耗時(shí)的變化。

2022年,Lew課題組將偏振調(diào)制和光瞳分離技術(shù)結(jié)合,開(kāi)發(fā)出高分辨率顯微技術(shù),以尼羅河紅為探針標(biāo)記脂質(zhì)膜,通過(guò)不同通道強(qiáng)度反映偶極子相關(guān)信息,高精度研究膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)及流動(dòng)性。

雙光子熒光偏振技術(shù)也廣泛應(yīng)用于膜結(jié)構(gòu)研究,如2005年French課題組用標(biāo)記在膜不同方向的探針,運(yùn)用雙光子熒光偏振顯微鏡研究膜納米管結(jié)構(gòu)及膽固醇消耗對(duì)膜結(jié)構(gòu)的影響;2009年Onfelt課題組使用雙光子顯微鏡,通過(guò)歸一化偏振參數(shù)反映探針有序性,測(cè)量自然殺傷細(xì)胞形成免疫突觸期間的偏振參數(shù),研究其細(xì)胞膜褶皺程度;2011年Lazar課題組運(yùn)用具有較高線性二色性的雙光子熒光偏振顯微技術(shù)觀察膜結(jié)構(gòu),研究G蛋白與其受體作用及鈣離子濃度引起的鈣傳感器構(gòu)象變化;2014 年Brasselet課題組運(yùn)用可調(diào)線性二色性的雙光子熒光偏振顯微鏡,開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)分析方法,獲取細(xì)胞膜上探針更精確的取向分布。

散焦成像技術(shù)同樣在膜結(jié)構(gòu)研究中有應(yīng)用,2008年Dunn課題組通過(guò)散焦成像測(cè)量熒光脂質(zhì)類似物在DPPC薄膜中的取向,發(fā)現(xiàn)其傾斜方向?qū)Ρ砻鎵毫Φ牟煌绊懠澳懝檀紝?duì)脂膜有序性的作用;2013年Dunn課題組揭示GM1對(duì)脂膜特性的顯著影響,如添加微量GM1會(huì)導(dǎo)致脂膜膨脹。

膜相變化
隨著對(duì)膜結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的深入,膜的流動(dòng)鑲嵌模型逐漸發(fā)展為更復(fù)雜的多相系統(tǒng)模型。熒光偏振可用于測(cè)量膜的總體取向,分析不同液相結(jié)構(gòu)的有序性。

例如,2001年Baird課題組用脂質(zhì)探針標(biāo)記膜結(jié)構(gòu),測(cè)量不同膽固醇濃度下的熒光各向異性,研究膽固醇對(duì)脂質(zhì)有序性的作用及脂質(zhì)筏在細(xì)胞膜中的存在比例。2008年Marques課題組采用雙光子熒光偏振結(jié)合熒光壽命顯微技術(shù),用特定探針標(biāo)記不同膜相構(gòu)成的囊泡,測(cè)量探針熒光強(qiáng)度隨囊泡輪廓角度的變化,建立不同相中探針取向勢(shì)能模型。2009年Yip課題組運(yùn)用熒光偏振全內(nèi)反射顯微鏡和原子力顯微鏡聯(lián)合成像,用多種探針標(biāo)記膜結(jié)構(gòu),研究加入物質(zhì)后膜相區(qū)域分布及分子有序性變化,探究膜破裂機(jī)制。2020年Lew課題組將單分子取向定位顯微鏡用于膜相分析,通過(guò)探針擺角取向范圍區(qū)分不同膜相,并測(cè)量酶對(duì)膜相的改變,且該技術(shù)相比SMLM成像具有不受探針與膜結(jié)合時(shí)間影響和更高對(duì)比度的優(yōu)勢(shì)。

三、DNA研究
DNA作為人體主要遺傳物質(zhì),其構(gòu)象特征對(duì)基因表達(dá)調(diào)控有重要作用,除常見(jiàn)雙螺旋結(jié)構(gòu)外,還存在其他構(gòu)型。熒光偏振可用于測(cè)量DNA鏈的結(jié)構(gòu)取向,對(duì)藥物設(shè)計(jì)極具價(jià)值。

2009年,汪海林課題組應(yīng)用熒光偏振,通過(guò)正交偏振方向熒光強(qiáng)度相減去除未標(biāo)記熒光染料影響,檢測(cè)基因組甲基化水平。2016年,Moerner課題組以類似PAINT方法用λ噬菌體DNA進(jìn)行體外研究,獲得高分辨率偏振圖像,明確SYTOX染料相對(duì)于非插層染料的標(biāo)記模式,探究DNA鏈構(gòu)象。

2019年,席鵬課題組開(kāi)發(fā)偏振結(jié)構(gòu)光照明顯微(pSIM)技術(shù)提高偏振成像分辨率,用SYTOX垂直插入標(biāo)記DNA,清晰測(cè)量DNA細(xì)絲取向。2019年,Peterman課題組采用花青素嵌入劑標(biāo)記DNA,結(jié)合寬場(chǎng)熒光偏振顯微鏡和光鑷技術(shù),測(cè)量DNA鏈?zhǔn)芾鞎r(shí)的偏振參數(shù),通過(guò)建模擬合分析不同階段分子平均取向和擺角半徑,為S-DNA形成提供證據(jù);2021年該課題組進(jìn)一步觀察過(guò)度拉伸DNA的結(jié)構(gòu)特征,證實(shí)P-DNA主要在富含A-T堿基對(duì)序列中形成,證明熒光偏振顯微鏡和DNA力譜相結(jié)合是研究過(guò)度拉伸DNA納米級(jí)結(jié)構(gòu)特征的有力手段。

四、細(xì)胞骨架研究
細(xì)胞骨架是真核細(xì)胞維持形態(tài)的重要結(jié)構(gòu),由微管、微絲、中間纖維和Septin等組成,熒光偏振顯微技術(shù)為觀察其結(jié)構(gòu)及動(dòng)力學(xué)變化提供新途徑。

Septin:在釀酒酵母芽殖過(guò)程中,其結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化備受關(guān)注。2006年,Vrabioiu和Mitchison使用septin-GFP融合體基因取代內(nèi)源性基因,利用熒光偏振顯微鏡觀察到從沙漏到環(huán)狀轉(zhuǎn)變時(shí),septin細(xì)絲在膜平面旋轉(zhuǎn)90°且整體形態(tài)構(gòu)成圓周。2011年,DeMay課題組開(kāi)創(chuàng)LC-PolScope技術(shù),分析septin-GFP在酵母出芽過(guò)程中的取向變化,證實(shí)其高度組織化且與芽頸關(guān)系密切,明確芽殖酵母頸部區(qū)域septin-GFP的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)。2015年,Abrahamsson課題組用多焦點(diǎn)偏振顯微鏡同時(shí)收集三維空間信息,分析胞質(zhì)分裂時(shí)septin的重新排布,且可長(zhǎng)時(shí)間成像酵母細(xì)胞。2016年,Mehta課題組使用瞬時(shí)熒光偏振顯微鏡,以單分子靈敏度和100ms時(shí)間分辨率成像活細(xì)胞中熒光團(tuán),追蹤septin-conGFP顆粒位置和取向,確定其動(dòng)力學(xué)特征。

微絲:由肌動(dòng)蛋白螺旋狀聚合而成,在細(xì)胞活動(dòng)中作用顯著。2016年,Brasselet組利用偏振分辨直接隨機(jī)光學(xué)重建顯微鏡研究固定細(xì)胞中的肌動(dòng)蛋白應(yīng)力纖維,發(fā)現(xiàn)不同染料標(biāo)記下與纖維方向的關(guān)系,證明該技術(shù)可作為定量指標(biāo)觀察細(xì)胞形狀變化中肌動(dòng)蛋白絲重組。同年,Mehta課題組使用瞬時(shí)熒光偏振顯微鏡和跟蹤算法,分析活細(xì)胞中肌動(dòng)蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和肌動(dòng)蛋白絲分子取向。2019年,高軍濤課題組采用基于組稀疏性的超分辨偶極子定向映射方法,發(fā)現(xiàn)肌動(dòng)蛋白細(xì)絲中熒光分子偶極取向與細(xì)絲方向關(guān)系及在交叉處的三維共定位。2023年,席鵬課題組開(kāi)發(fā)高速自偏振同步調(diào)制三維結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡,利用相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢(shì),準(zhǔn)確分辨肌動(dòng)蛋白絲取向分布。

微管:由微管蛋白和微管結(jié)合蛋白組成,結(jié)構(gòu)特性重要。2014年,Walla課題組使用偏振解調(diào)超分辨技術(shù)和激發(fā)偏振角縮窄技術(shù),觀察固定PtK2細(xì)胞中微管纖維細(xì)節(jié),反映微管周圍螺旋結(jié)構(gòu)。2019年,席鵬課題組利用偏振光結(jié)構(gòu)光顯微技術(shù)對(duì)活U2OS細(xì)胞中微管成像,成功觀測(cè)偶極子方向動(dòng)態(tài)變化,證實(shí)該技術(shù)可用于活細(xì)胞成像且分辨率優(yōu)勢(shì)明顯。

其他應(yīng)用領(lǐng)域

核孔復(fù)合物
核孔復(fù)合物是嵌入核膜孔隙的大型蛋白通道,介導(dǎo)核質(zhì)運(yùn)輸。晶體學(xué)和單粒子電子顯微鏡雖能獲取部分核孔蛋白高分辨率結(jié)構(gòu),但無(wú)法解決其排列等問(wèn)題。2010年,Mattheyses課題組利用大分子復(fù)合體對(duì)稱性和組織結(jié)構(gòu),開(kāi)創(chuàng)熒光各向異性方法,用GFP標(biāo)記核孔蛋白,觀察活酵母中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域有序或無(wú)序狀態(tài),揭示個(gè)別蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域物理排列信息及核孔結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化,明確剛性和柔性結(jié)構(gòu)域特征。2011年,Kampmann課題組提出用偏振熒光顯微鏡研究活酵母和哺乳動(dòng)物細(xì)胞中核孔蛋白方向的方法,結(jié)果符合公認(rèn)模型。

海馬神經(jīng)元
其結(jié)構(gòu)精細(xì),研究其結(jié)構(gòu)有助于理解神經(jīng)系統(tǒng)功能。2014年,Hafi課題組使用偏振解調(diào)超分辨和激發(fā)偏振角縮窄技術(shù),對(duì)海馬神經(jīng)元棘成像,實(shí)現(xiàn)寬視場(chǎng)成像且穿透深度優(yōu)于基于TIRF的方法,雙光子激發(fā)時(shí)穿透深度更大。2016年,席鵬課題組將稀疏反卷積和最小二乘估計(jì)應(yīng)用于熒光偏振調(diào)制數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)海馬神經(jīng)元樹(shù)突棘頸偶極子取向非均勻分布,表明可能存在雙膜結(jié)構(gòu)且頸部?jī)蓚?cè)熒光分子取向形態(tài)有差異。2022年,清華大學(xué)高軍濤課題組使用光學(xué)鎖定檢測(cè)超分辨偶極子定向映射技術(shù),觀察到活體神經(jīng)元樹(shù)突棘擴(kuò)張和收縮的各向異性變化,揭示其形態(tài)和方向動(dòng)態(tài),推動(dòng)突觸活動(dòng)研究。

巨噬細(xì)胞
在機(jī)體生理過(guò)程中作用關(guān)鍵,與多種疾病相關(guān)。2018年,席鵬課題組通過(guò)散焦分析確認(rèn)SERS納米棒的各向異性效應(yīng),在巨噬細(xì)胞中用其標(biāo)記囊泡,實(shí)現(xiàn)亞衍射分辨率成像,動(dòng)態(tài)跟蹤記錄軌跡和方向信息,揭示亞細(xì)胞器超微結(jié)構(gòu)。

細(xì)胞力
對(duì)生物過(guò)程不可或缺,獲取細(xì)胞力信息有助于理解生命活動(dòng)機(jī)制。2018年,Salaita課題組利用分子張力探針和熒光偏振顯微鏡測(cè)量小鼠成纖維細(xì)胞和人血小板中細(xì)胞力大小和3D方向,繪制牽引力方向,發(fā)現(xiàn)血小板受力結(jié)構(gòu)與受力方向一致性及凝塊結(jié)構(gòu)和力學(xué)特征的各向異性和空間異質(zhì)性。

聚合物動(dòng)力學(xué)
聚合物行為復(fù)雜,其物理性質(zhì)和動(dòng)力學(xué)機(jī)制有待深入理解。散焦成像可同時(shí)觀察眾多分子,為研究聚合物分子旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散提供可能。2004年,Enderlein課題組通過(guò)散焦寬場(chǎng)成像探測(cè)單個(gè)分子發(fā)射模式變化,為相關(guān)跳躍模型提供證據(jù)。2006年,該課題組跟蹤分子在玻璃聚合物薄膜中的3D旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散,觀察到多組分旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散衰減,反映聚合物不同弛豫狀態(tài)和局部環(huán)境快速變化。

纖維素酶
提升其酶效率對(duì)生物燃料生產(chǎn)意義重大,研究其與底物相互作用及動(dòng)力學(xué)機(jī)制有助于優(yōu)化生物燃料生產(chǎn)。2011年,Smith課題組通過(guò)單分子熒光散焦成像,觀察到單個(gè)碳水化合物結(jié)合塊與結(jié)晶纖維素在水環(huán)境中的位點(diǎn)特異性結(jié)合,明確結(jié)合方向,為結(jié)合機(jī)制提供原位物理證據(jù)。

結(jié)論與展望
熒光偏振顯微成像技術(shù)利用熒光分子偶極取向信息研究生物結(jié)構(gòu),能揭示分子取向,提供比傳統(tǒng)熒光成像更多信息,在解析復(fù)雜生物大分子結(jié)構(gòu)和還原生命活動(dòng)動(dòng)態(tài)過(guò)程方面應(yīng)用廣泛,且可與多種成像模式結(jié)合,為超分辨熒光成像提供思路和幫助,如開(kāi)創(chuàng)超分辨熒光偏振顯微技術(shù),提供高分辨率和詳細(xì)取向信息的成像結(jié)果。

展望未來(lái),該技術(shù)有望進(jìn)一步發(fā)展。自適應(yīng)光學(xué)可校正像差,在3D偶極子信息提取或深層組織矢量成像中發(fā)揮重要作用;無(wú)標(biāo)記偏振顯微鏡可與熒光偏振顯微技術(shù)互補(bǔ),獲取更多微觀結(jié)構(gòu)信息;光電關(guān)聯(lián)顯微技術(shù)結(jié)合多種技術(shù)優(yōu)點(diǎn),可提供高分辨率細(xì)胞環(huán)境特定事件成像,熒光偏振顯微技術(shù)與之結(jié)合有望提升成像效果;與電子顯微鏡結(jié)合可為生物學(xué)家提供更有效的研究工具;同時(shí),該技術(shù)在分辨率和偏振信息分析能力方面將不斷優(yōu)化,在生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮更廣泛有效的應(yīng)用。

聲明:本文僅用作學(xué)術(shù)目的。文章來(lái)源于:楊子儀,李世晗,劉芷如,鐘素藝,李美琪,席鵬.熒光偏振成像技術(shù)及其生物學(xué)應(yīng)用[J].激光與光電子學(xué)進(jìn)展,2024, 61(18):1800001.Ziyi Yang,Shihan Li,Zhiru Liu,Suyi Zhong,Meiqi Li,Peng Xi.Biological Applications of Fluorescence Polarization Imaging[J].Laser & Optoelectronics Progress,2024,61(18): 1800001.

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