双通道结构光照明超分辨定量FRET成像系统

作     者：罗泽伟 武戈 陈挚 邓驰楠 万蓉 杨涛 庄正飞 陈同生 

作者机构：华南师范大学生物光子学研究院教育部激光生命科学重点实验室 华南师范大学生物光子学研究院广东省激光生命科学重点实验室 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 080203[工学-机械设计及理论] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(批准号:62135003) 广东省重点领域研发计划“精密仪器设备”专题项目(批准号:2022B0303040003)资助的课题 

主　　题：FRET 结构光照明 超分辨 活细胞 

摘      要：基于结构光照明 (Structured Illumination， SI) 的超分辨荧光共振能量转移(Super Resolution Fluorescence Resonance Energy Transfer， SR-FRET) 成像技术(SISR-FRET) 可以通过解析活细胞内亚衍射区域的FRET信号来研究细胞器精细结构上的分子结构与功能。SISR-FRET成像中激发发射通道切换导致成像速度较慢，限制了SISR-FRET在快速成像中的应用。针对此问题，本文提出一种双通道结构光照明超分辨定量FRET成像系统和方法，通过在成像光路中加入FRET双通道成像和配准模块，实现了SISR-FRET激发发射通道的空分切换以及通道复用。结合通道亚像素配准校正的图像重建算法，双通道SISR-FRET可以在保持定量超分辨FRET分析的同时提升了3.5倍时间分辨率。利用搭建的多色SIM系统进行了活细胞表达靶向线粒体外膜FRET标准质粒的超分辨成像实验，验证了双通道SISR-FRET的时空分辨率增强和FRET定量分析的保真度。