隨機(jī)光學(xué)重建顯微鏡(STORM),是一種新型顯微技術(shù),屬于超分辨率顯微鏡,其將熒光光譜和顯微分析技術(shù)應(yīng)用于單個(gè)分子之上,分辨率遠(yuǎn)超傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡。
超分辨率顯微鏡的顯著特征是具有超高分辨率,細(xì)分產(chǎn)品中,受激發(fā)射損耗顯微鏡(STED)應(yīng)用比例最高。與STED等其他超分辨率顯微鏡相比,隨機(jī)光學(xué)重建顯微鏡工作原理較為簡單,空間分辨率高,是常見的超分辨率顯微技術(shù)之一。
隨機(jī)光學(xué)重建顯微鏡的工作原理是,利用弱激光激發(fā)熒光分子,使細(xì)胞內(nèi)一小部分熒光分子發(fā)光,這些發(fā)光點(diǎn)分布分散、較少重疊,一次激發(fā)可確定一部分發(fā)光點(diǎn),再一次激發(fā)確定另外一部分發(fā)光點(diǎn),將多次激發(fā)結(jié)果進(jìn)行疊加,可獲得完整且具有超高分辨率的圖像。
隨機(jī)光學(xué)重建顯微鏡突破了衍射極限,空間分辨率高,在生物樣品成像方面具有巨大應(yīng)用價(jià)值,可以用在生命科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域,用來觀測細(xì)胞活動或者分子活動,對生物大分子進(jìn)行定位、計(jì)數(shù)、動力學(xué)研究,對亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)、超分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析,例如可以觀察神經(jīng)元軸突的細(xì)胞骨架。
2020年,美國匹茲堡大學(xué)研究人員利用隨機(jī)光學(xué)重建顯微鏡,對小鼠腸上皮石蠟切片的異染色質(zhì)進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)了腫瘤細(xì)胞早期惡變的標(biāo)志性特征,即染色質(zhì)結(jié)構(gòu)松散化、碎片化。
隨機(jī)光學(xué)重建顯微鏡在提高癌癥預(yù)防與分級診斷能力方面具有優(yōu)勢。全球癌癥發(fā)病率持續(xù)提高,癌癥患者數(shù)量不斷攀升。根據(jù)世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)公布數(shù)據(jù)顯示,2020年,全球新發(fā)癌癥病例達(dá)到1929萬例。在此背景下,隨機(jī)光學(xué)重建顯微鏡在癌癥篩查領(lǐng)域具有廣闊發(fā)展前景。
預(yù)計(jì)2023年,全球超分辨率顯微鏡市場規(guī)模約為62.9億元;預(yù)計(jì)2023-2029年,全球超分辨率顯微鏡市場年復(fù)合增長率為7.9%,到2029年市場規(guī)模將達(dá)到99.2億元。隨機(jī)光學(xué)重建顯微鏡作為一種常見的超分辨率顯微鏡,市場發(fā)展空間不斷增大。
在全球范圍內(nèi),隨機(jī)光學(xué)重建顯微鏡代表性生產(chǎn)商主要是尼康(Nikon Corporation),其產(chǎn)品“N-STORM”將隨機(jī)光學(xué)重建顯微技術(shù)與尼康自己的Eclipse Ti研究級倒置顯微鏡相結(jié)合,XY方向成像分辨率高于傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡十倍。