在生命科學(xué)研究領(lǐng)域，對(duì)生物樣本高分辨率、高通量 3D 成像是解析生物機(jī)制、探索生命奧秘的關(guān)鍵需求。從細(xì)胞分裂過(guò)程的動(dòng)態(tài)追蹤到類器官樣本的精細(xì)觀察，研究人員始終在尋找能兼顧“高分辨率”、“高通量”與“樣本友好”的成像技術(shù)，而傳統(tǒng)顯微技術(shù)在這一需求下逐漸顯露出局限性，為新技術(shù)的突破提供了迫切的應(yīng)用場(chǎng)景。

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共聚焦顯微技術(shù)因高分辨率成為科研利器，憑借點(diǎn)掃描成像的優(yōu)勢(shì)，能清晰呈現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)部細(xì)微結(jié)構(gòu)。但當(dāng)面對(duì) 3D 高通量成像需求時(shí)，其掃描方式導(dǎo)致成像速度受限，難以捕捉細(xì)胞內(nèi)快速發(fā)生的動(dòng)態(tài)過(guò)程，無(wú)法滿足研究人員對(duì)“高通量成像”的核心訴求。

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為彌補(bǔ)共聚焦技術(shù)的不足，研究人員提出了 SIM 超分辨成像技術(shù)。其通過(guò)多角度照明與圖像重建算法，在實(shí)現(xiàn)高分辨率、高通量成像的同時(shí)，突破了衍射極限的束縛。然而，在三維成像時(shí)，SIM 技術(shù)往往會(huì)同時(shí)照亮整個(gè)樣本，帶來(lái)一定程度的樣本漂白，難以應(yīng)用于光照敏感的樣本。