发光反应助力的超清显微成像

传统超分辨荧光显微镜依赖外部激光激发，容易损伤活细胞且成像时间受限。本文提出一种全新思路：不靠光，而靠化学反应（如电化学发光ECL、化学发光CL和生物发光BL）来产生光信号，再结合创新的图像处理算法（RIED），实现高精度超分辨成像。RIED的核心是‘熵加权相关性分析+反卷积’：它先捕捉化学反应发光特有的时空闪烁特征（比如单个发光分子随机‘亮灭’），再通过计算像素间信号的相关性并用‘信息熵’进行权重校正，最后用反卷积算法提升分辨率。实验表明，该方法能将ECL、CL和BL成像分辨率提升至约100纳米，清晰呈现细胞内的微管、线粒体等精细结构；特别适用于活细胞——因无需激光，避免了光漂白和光毒性，成功实现了长达41小时的连续超分辨活细胞成像，首次动态追踪了单个线粒体的分裂、融合及细胞间转移全过程。此外，该技术还具备高灵敏度（比荧光法检测癌胚抗原CEA的灵敏度高8倍）、三维成像和大视野高通量成像能力，为生命科学研究提供了一种更温和、更持久、更灵活的新工具。