偏振是光作为电磁波的基本物理属性之一。偏振特性在光场调控、显微成像、量子光学、立体显示等领域得到了广泛的应用。在生物学中,通过偏振成像测量荧光团的偶极子方向,可以揭示靶蛋白的取向。超分辨显微技术虽然能够突破光的衍射极限,实现百纳米尺度的高分辨率成像,但是由于无法获知生物分子的取向性,在应用中受到了极大限制。

  为了研究蛋白在亚细胞结构中的定位和取向,北京大学工学院席鹏研究员课题组与同事近期联合开发了偏振光结构光显微技术(pSIM)。相关研究成果以“Super-resolution imaging of fluorescent dipoles via polarized structured illumination microscopy”为题,于10月16日发表在《自然·通讯》期刊。

  结构光成像(SIM)由于其分辨率高、成像速度快等优点,能够高度兼容于活细胞成像,从而受到生物学家的青睐。借鉴SIM成像原理,席鹏等人构建了空间-方位角的高维复合空间,同时提取荧光偶极子的方位角与空间超分辨信息,从而实现了偏振结构光成像。