超分辨率成像技术能否引领生命科学迈入纳米尺度研究新纪元？

    光学显微镜作为生命科学研究的核心工具，为人类探索微观世界的奥秘提供了关键支撑。然而，随着生命科学研究的不断深入，对细胞内部精细结构解析的需求日益提升，传统光学显微镜受限于光学衍射极限，难以清晰呈现纳米尺度的结构细节，这一分辨率瓶颈成为制约研究深入的重要因素。

    近年来，超分辨率（Superresolution,SR）光学成像技术的飞速发展，彻底突破了传统光学显微镜的分辨率限制，为生命科学研究开辟了新的视野。近日，《中国科学：生命科学》（英文版）在线发表了题为《Cellular optical imaging techniques: a dynamic advancing frontier》》的综述文章。该综述由北京大学陈良怡教授牵头，联合中国科学院生物物理研究所纪伟研究员、北京大学席鹏教授、浙江大学匡翠方教授等多位跨领域专家共同完成，系统梳理与全景呈现了超分辨率成像领域的突破性进展。

    该综述聚焦结构光照明显微镜（（Structured illumination microscopy，SIM）、点扫描超分辨率显微镜（Point scanning super resolution，PS-SR）、单分子定位显微镜（Single molecule localization microscopy，SMLM）及深度学习（Deep learning，DL）算法等前沿技术体系，深入阐释了各技术的原理机制与性能特征。例如，SIM通过结构化照明策略突破衍射极限，SMLM借助单分子定位的精密计算实现纳米级成像分辨率，而深度学习算法（如U-Net-SIM3模型）的融入，进一步推动了成像分辨率与速度的双重提升。

    当前，超分辨率成像技术已成为生命科学研究的重要手段，在神经科学、肿瘤研究、再生医学等领域得到广泛应用。其不仅为观察细胞器动态、蛋白质分布及分子相互作用提供了全新视角，更助力疾病机制研究与新药开发迈向精准化、精细化层面。

    作为高度交叉融合的前沿领域，超分辨率成像技术的发展依赖于跨学科合作与持续的技术创新。未来，该技术将继续突破成像分辨率与速度的极限，拓展生物样本的适用范围，实现从静态结构到动态过程、从单一细胞到复杂组织的全方位解析。随着细胞纳米世界的逐步揭示，超分辨率成像技术必将持续驱动生命科学的探索进程，为深入阐释生命活动的本质、推动相关领域的突破性进展提供关键支撑。