光學(xué)顯微鏡的分辨率受到衍射效應(yīng)的限制。自1873年以來，200納米的“阿貝極限”一直被認(rèn)為是光學(xué)顯微鏡理論上的分辨率極限。近年，人們在超越衍射極限的成像方法研究中取得了令人矚目的進(jìn)展，其中，基于單分子定位的超分辨光學(xué)成像技術(shù)（即：單分子定位顯微成像技術(shù)），獲得了高達(dá)30~50 nm的空間分辨率，為科學(xué)研究的諸多領(lǐng)域，尤其是活細(xì)胞內(nèi)動態(tài)過程的研究，提供了前所未有的工具。

        單分子定位顯微成像技術(shù)是一種依賴于單分子熒光成像和定位來實現(xiàn)超分辨成像的寬場熒光成像技術(shù)。從原理可知，熒光分子定位是該技術(shù)不可缺少的一步，其熒光分子定位的精度和被定位的熒光分子數(shù)決定了超分辨成像的空間分辨率。目前的熒光分子定位方法在速度和精度方面得到不斷發(fā)展，但是這些方法僅考慮熒光分子充分分離的情形（即稀疏定位），即它們的艾利斑不相互重疊。而在實際的單分子成像中，一個艾利斑內(nèi)存在兩個甚至更多個待定位分子的情形不可避免。因此，發(fā)展高密度熒光分子定位方法，在不損失所需定位熒光分子總數(shù)情況下，減少熒光分子成像次數(shù)，有利于擴展單分子定位顯微成像技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

        武漢光電國家實驗室（籌）Britton Chance生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究中心“現(xiàn)代顯微光學(xué)成像”研究團(tuán)隊黃振立教授、全廷偉博士生等，與我校數(shù)學(xué)系劉小茂副教授、生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院丁久平教授等合作，根據(jù)單分子定位顯微成像技術(shù)的原理，建立了一種高密度熒光分子定位方法SSM_BIC。數(shù)值分析和實際實驗結(jié)果表明，相比于稀疏定位方法，在常規(guī)信號水平下，SSM_BIC方法可將定位密度提高一個數(shù)量級；在弱信號水平下，SSM_BIC方法也能將定位密度提高3至6倍（圖1）；該項工作得到國家自然科學(xué)基金和武漢光電國家實驗室創(chuàng)新基金等的支持，結(jié)果發(fā)表在2011年8月29日Optics Express, Vol. 19, Iss. 18, P. 16963-16974。

        (a)TIRF圖像；（b）由稀疏定位方法得到超分辨圖像；（c）由SSM_BIC方法分析得到的超分辨圖像；(d)-(e)單分子的信息統(tǒng)計。(標(biāo)尺: 2 μm )。