基于单分子定位的超分辨显微成像技术自2006年提出以来得到快速发展，并于2014年获得诺奖。该技术巧妙利用特殊荧光分子的光开关特性，结合单分子成像和质心拟合算法，绕过衍射现象的限制，把荧光显微镜的分辨率提高了一个数量级，解析了众多未知的细胞纳米结构，提升了我们对细胞结构的认知。但长期以来，受定位原理的限制，其轴向分辨率比侧向低2-3倍（一般为50 nm左右），影响了其三维解析能力和应用。

　　4月1日，中国科学院生物物理研究所徐涛院士课题组与纪伟课题组在Nature Methods杂志发表了题为"Molecular-scale axial localization by repetitive optical selective exposure"的研究论文，提出了一种轴向单分子定位成像新技术，并据此研制出新型干涉定位显微镜（ROSE-Z），把单分子定位成像的轴向分辨率提升到了纳米尺度。

　　这是该团队在2019年突破单分子定位显微镜侧向分辨率后的延伸研究（Nature Methods, https://www.nature.com/articles/s41592-019-0544-2）。继上个工作把侧向分辨极限推进到3 nm后，该工作通过引入非对称干涉光路，进一步在新的维度上突破了轴向分辨率的极限，比传统的柱面镜成像方法提高6倍以上定位精度。利用ROSE-Z显微镜，团队对细胞样品进行了纳米精度三维双色成像，并验证了细胞厚样品成像能力，这些结果证明该方法具备优异的轴向分辨率及操作便捷性，可促进细胞纳米结构的研究。

　　图1. ROSE-Z对微管中空结构解析

　　徐涛院士和纪伟研究员为该论文共同通讯作者，高级工程师谷陆生、工程师李媛媛、博士生张淑文为共同第一作者。该工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金委、中国科学院战略性先导科技专项（B类）"生物大分子复合体结构与功能的跨尺度研究"以及北京市科委等资助。

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