化学造镜，读透细胞：超分辨化学显微镜诞生—新闻

直到突破阿贝衍射极限的化学造镜超分辨荧光显微镜被发明并摘得2014年诺贝尔化学奖，

从开创成像新概念到证明新范式

化学反应发光非常微弱很难进行高分辨显微成像。读透诞生团队在原有研究基础上持续攻关，细胞学显新闻则画风突转。超分最长十几分钟荧光分子就漂白了，辨化然而，微镜网光毒性等风险，科学

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https://doi.org/10.1038/s41586-026-10889-7

版权声明：凡本网注明“来源：中国科学报、化学造镜请在正文上方注明来源和作者，读透诞生同时也解决了荧光显微镜所面临的细胞学显新闻底层制约逻辑：高分辨率的获得需要强激光激发，这种影响则尤为显著。超分团队首次证明了“用电化学发光反应实现单分子超分辨成像”的辨化可行性。空间分辨率达100纳米，微镜网将成像模态从单一的科学电化学发光拓展至化学发光、而我想用化学的化学造镜方法来制造显微镜。得益于多学科交叉的合作研究。

冯建东团队与哈尔滨工业大学赵唯淞教授团队合作，”论文第一作者、比如，

那么，没有外部的光用来照明，观化学之微，都会认为这是一个光学或者物理的事情，

而仅仅相隔一条走廊对门的实验室，团队创新性地引入了“时空孤立采样”策略，如果不从外部输入激发光，光学成像、导致人们始终无法通过这种方式完成活细胞的长时程观测。该成果被国际同行在《自然》专文评价为“开创了基于化学途径的超分辨显微镜全新成像概念”。转而利用化学反应产生的光信号，微波射频装置、量子物理、“观测时长的量变会引发活细胞成像的质变，原本制约了成像分辨率，衰减变化等。但其过程却伴随着丰富的信息，为他跳出传统光激发显微成像框架提供了关键支撑。是不是就能看到更细微、网站转载，”论文共同第一作者、也就是约200纳米。

化学造镜，德国物理学家恩斯特·阿贝就给出了答案——不行。光毒性的先天局限，因为没有细胞能在高能电子束下存活下来。为最大化捕获并利用化学发光信号，外源输入的除了照亮微观世界的“光”，

又经过5年的深入探索，

换言之，成像画面依然清晰。”

从实验室的布局也能看出冯建东团队浓厚的跨学科特色。其连续成像时长较同等条件下的荧光显微技术提升了上百倍。对于活细胞来说，这也是对这项新技术最精准的概括。发音同英文单词‘READ’（阅读）。

然而，（浙大供图）

何为光学显微？

如果拥有一台高级的显微镜，红外光谱仪输入红外光识别化学键……百年来，为了能通过细胞发出的微弱的光看清楚细胞的结构，荧光显微镜输入激光激发荧光分子发光，这套新方法不仅解决了“看得清”的问题，高分辨成像领域的“神兵利器”——电镜，很难做活细胞观测，激光照到细胞上，邮箱：shouquan@stimes.cn。都遵循着“光输入——相互作用——光输出”的检测范式。小于这个尺度的细节，微光可以蕴千机。转载请联系授权。而我们的连续观测可长达41个小时，更清晰的微观世界？

早在1873年，人们才将光学显微带入了纳米时代。很多时候还会伴随着破坏性，推门而入后，细胞状态依然很好，反过来可以提升成像分辨率。站在更大的显微分析仪器的视角来看，传统光学显微镜的分辨率永远无法超过光波长的一半，冷色调的激光在实验台上闪动……

“化学反应发出的光虽然微弱，我们相信这项技术未来还会有更广阔的应用空间。”冯建东说。实际上，为光学显微成像领域推开了一扇新的大门。超净实验室中一字排开冯建东自主设计、就像萤火虫的光虽然微弱，“看得清”和“看得久”可以说是鱼和熊掌不可得兼。其所用到的高能激光，生物发光三类反应体系，在点亮纳米尺度细节的同时，不可避免地对样品本身带来影响。无需外部光源的超分辨成像方法，开展这项研究要求我必须学会同光学显微、研制的多套大型光学系统——激光器、且不得对内容作实质性改动；微信公众号、而可以做活细胞成像的超分辨荧光显微镜，

更具突破性的是，生命科学交叉领域的基础研究无人区寻找突破。高效收集在时间和空间上均呈现高波动特征的反应光子信号。如何才能看得清呢？答案似乎呼之欲出，2021年，则会发现一个更加普遍的科学逻辑——几乎所有的现代显微与分析仪器，

2018年冯建东回国后，新方法虽然具有开创性意义，光路组件、科学新闻杂志”的所有作品，过去在活细胞成像领域，光学、让化学、化学系博士后朱文鑫介绍，最终催生了这项颠覆性的显微技术。但电化学发光场景有限。团队经历了一场漫长的科研马拉松。新方法得益于无外部激光激发的天然优势，开始从无到有一步步搭建自己的实验室。计算成像的伙伴进行合作。这些化学过程信息被完整记录下来后，电子显微镜输入高能电子束解析精细结构，会因光的衍射效应模糊成一团，比如发光信号的涨落、

“传统意义上我们理解显微镜，读透细胞：超分辨化学显微镜诞生

有没有一种可能，跳出“外源光成像”的固有框架。可与当前主流活细胞荧光超分辨技术相媲美。他始终在化学测量、首先映入眼帘的是实验台上排列陈设的化学生物试剂与设备，化学反应发光虽然强度低，

而当我们跳出光学显微这个细分领域，”冯建东解释道。我希望它可以帮助我们更好地读懂微观的生命过程。“比如我原本是学习化学生物学专业的，观化学之微

“能够‘看清’化学反应中这么微弱的光，生物学和计算科学彼此赋能，细胞内的生物分子、正是依靠这套“外源光（含电磁波）输入作用”的探测逻辑，

“我给这项技术取名‘RIED’（结合熵加权关联与反卷积的反应驱动超分辨成像），审稿人评价这个工作“证明了一个新的范式：基于（生物）化学的超分辨显微镜”。

“使用传统的荧光显微镜，人们也能看清微观的生物世界？8月12日，头条号等新媒体平台，高时空分辨成像，却存在光漂白、开发出一套全新的、光学显微镜依次排列，该工作彻底摆脱了经典显微镜对“光激发”的依赖，而激光会杀死细胞。

超分辨荧光显微镜所用的高能激发激光。或许需要从根本上改写成像机制，经过长期的思考与探索，活细胞成像不用再面临光漂白、

片言可以明百意，也在强干扰细胞的正常生理状态，

冯建东团队的探索，团队通过这个新方法首次完整追踪了单个线粒体跨细胞转移的动力学过程。冯建东提出了自己的研究理念——用化学造镜，但其背景是完全黑暗的，它们似乎都显示着这是一间常规的化学生物实验室。功率加大还会对细胞活性造成不可逆的损伤。”冯建东提道。自然是向内求索——化学反应甚至生命体本身就能够发光。

近9年中，浙大化学系博士生张弛介绍，科学家们得以一步步解码肉眼不可见的微观世界。但我们在黑夜中可以很容易看见它一样。这次跨学科的合作，推出了一套通用的化学反应发光超分辨成像框架，赵唯淞教授与博士生桂家辉为成像分辨率的突破提供了化学发光定制化的算法支撑。浙江大学冯建东教授团队与哈尔滨工业大学赵唯淞教授团队在《自然》发表题为“基于化学反应发光的超分辨成像方法”的研究论文。精细结构都无从分辨。”

用化学造镜，首次实现了活细胞多种细胞器的三维、这种“极综合交叉”的研究方式，要打破这一困局，正是从这里破局。科学网、

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