科学家开发出纳米级三维各向同性超分辨显微镜

本报讯（记者孟凌霄）中国科学院生物物理研究所徐涛院士课题组与纪伟研究员课题组研制出三维干涉定位显微镜（ROSE-3D），首次在单分子定位成像领域，实现了基于相机的纳米尺度三维各向同性分辨率。相关研究成果近日发表于《自然-方法学》。

传统的基于图形质心定位的单分子定位显微镜，各方向分辨率有较大差异。同时，三维样本中离焦单分子成像光斑变大，导致分辨率大幅下降。

团队研制出的ROSE-3D通过三维干涉定位，摆脱了对单分子形状的依赖，在约1微米的景深范围内，可将横向定位精度提升2到6倍，轴向定位精度提升3.5到8倍。凭借卓越的三维解析能力，ROSE-3D单层成像就能对细胞内1微米厚度的结构进行纳米分辨率的解析。

研究表明，ROSE-3D作为一项全新的三维多色纳米分辨率成像技术，能够以超高分辨率对亚细胞器结构以及生物大分子复合物进行精准定位与组装分析，为细胞原位三维纳米结构的研究提供了强有力的技术支持。该技术突破了传统光学超分辨成像分辨率各向异性的瓶颈，成功破解了成像方向和深度上的不均一性难题，首次实现了分子尺度的三维各向同性超分辨率成像。ROSE-3D在解析生物样品内各种三维纳米结构及揭示生物大分子的原位组装机制等方面具有重要意义。目前，该技术已在北京怀柔科学城实现落地转化，助力高端科学仪器国产化。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41592-025-02911-z