[發明專利]樣品中感興趣結構的高空間分辨率成像

有效

• 申請號: 200980118266.3
• 申請日: 2009-05-20
• 公開（公告）號: CN102037347A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: J·弗林;C·埃格林;A·艾格納;A·舍恩勒;M·博西;S·黑爾
• 申請（專利權）人: 馬克思-普朗克科學促進協會
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;韓宏

1.一種用于對樣品中的感興趣結構進行高空間分辨率成像的方法，具有步驟：

-從一組物質中選擇一種物質，

-這些物質包括具有第一熒光特性的第一狀態以及具有第二熒光特性的第二狀態；

-這些物質能夠由具有一個波長的光激發以自發地發射熒光；

-這些物質能夠通過所述具有所述一個波長的光從所述第一狀態轉換到其第二狀態；并且

-這些物質能夠從其第二狀態返回到其第一狀態；

-利用所述物質的分子標記所述樣品的感興趣結構；

-將所述樣品成像在傳感器陣列上，所述成像的空間分辨率極限大于(即差于)所述樣品中所述物質的最接近的相鄰分子之間的平均間隔；

-在具有比所述樣品在所述傳感器陣列上成像的所述空間分辨率極限大的尺寸的至少一個區域中使所述樣品暴露于所述具有所述一個波長的光，所述物質的部分所述分子被所述具有所述一個波長的光交替激發以自發地發射熒光并且被轉換到其第二狀態，并且所述物質中分別處于所述第一狀態的所述分子的至少10％與其處于所述第一狀態的最接近的相鄰分子的距離大于所述樣品在所述傳感器陣列上成像的所述空間分辨率極限；

-在所述樣品連續暴露于所述具有所述一個波長的光的期間，在由所述傳感器陣列記錄的多個圖像中注冊從所述物質的分子的所述區域自發地發射的所述熒光；以及

-根據由所述傳感器陣列記錄的所述圖像確定所述樣品中分別處于所述第一狀態的所述物質的所述分子的位置，所述分子與其處于所述第一狀態的最接近的相鄰分子的距離大于所述樣品在所述傳感器陣列上成像的所述空間分辨率極限，其特征在于，所述第一狀態和所述第二狀態是所述物質的不同電子狀態。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述物質是不可切換的。

3.如權利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述第一狀態是單重狀態并且所述第二狀態是所述物質的三重狀態。

4.如權利要求1到3中的至少一項所述的方法，其特征在于，在開始將所述樣品暴露于所述具有所述一個波長的光時，將所述光的強度設置得如此高，以將所述物質轉換到其第二狀態，直到所述物質的超過90％的所述分子已經被轉換到所述第二狀態。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，在開始將所述樣品暴露于所述具有所述一個波長的光時，將所述光的強度設置得如此高，以將所述物質轉換到其第二狀態，直到所述物質的基本上全部所述分子已經被轉換到所述第二狀態。

6.如權利要求1到5中的至少一項所述的方法，其特征在于，所述物質選擇自包括諸如以下物質的物質的子組：

-自發地從其第二狀態返回到其第一狀態的物質；

-通過所述具有所述一個波長的光的作用從其第二狀態返回到其第一狀態的物質；以及

自發地和通過所述具有所述一個波長的光的作用返回到其第一狀態的物質。

7.如權利要求1到6中的至少一項所述的方法，其特征在于，實施修改所述樣品中所述熒光染料的所述第二狀態的壽命的至少一個措施。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，實施延長所述樣品中所述熒光染料的所述第二狀態的所述壽命的至少一個措施。

9.如權利要求1到8中的至少一項所述的方法，其特征在于，在記錄所述圖像之前，借助于高強度的光通過光學漂白將部分所述物質轉換到與所述第一狀態和所述第二狀態不同的持續暗狀態，所述光選自所述具有所述一個波長的光以及具有另一波長的光。

10.如權利要求1到9中的至少一項所述的方法，其特征在于，在所述圖像的所述記錄期間，將所述具有所述一個波長的光的所述強度設定為恒定值。

11.如權利要求1到10中的至少一項所述的方法，其特征在于，在所述圖像的所述記錄期間，將所述具有所述一個波長的所述光的所述強度設定為利用所述圖像的所述記錄的序列進行時間調制的強度輪廓。

12.如權利要求1到11中的至少一項所述的方法，其特征在于，將所述具有所述一個波長的光連續導向到所述樣品的所述區域上。

13.如權利要求1到11中的至少一項所述的方法，其特征在于，將所述具有所述一個波長的光以在所述圖像的所述記錄期間沒有被解析的快速脈沖形式導向到所述樣品的所述區域上。