最高空间和时间分辨率的荧光显微镜

LMU 研究人员简化了 MINFLUX 显微镜，并成功区分了非常靠近的分子并跟踪它们的动态。仅在几年前，光学显微镜表面上基本的分辨率极限被取代——这一突破导致 2014 年因超分辨率显微镜获得诺贝尔化学奖。此后，该领域又出现了一次质的飞跃，将分辨率限制进一步降低到分子水平(1 nm)。

LMU 慕尼黑大学和布宜诺斯艾利斯大学的科学家们现在已经成功地区分了非常接近的分子，甚至可以相互独立地跟踪它们的动力学。

这是通过新的 p-MINFLUX 方法通过改进和简化最近开发的 1 nm 分辨率所需的 MINFLUX 显微镜来实现的。附加功能还允许区分观察到的分子类型。p-MINFLUX 方法通过在分子附近放置激光焦点来查询每个荧光标记分子的位置。荧光强度用作分子与激光焦点中心之间距离的量度。然后可以通过系统地改变相对于分子的激光焦点中心，通过三角测量获得分子的确切位置。

由 Philip Tinnefeld 教授(LMU)和 Fernando Stefani 教授(布宜诺斯艾利斯)领导的小组及时插入激光脉冲，以便他们能够以最大可能的速度在焦点位置之间切换。此外，通过使用快速电子学，实现了皮秒范围内的时间分辨率，这对应于分子内的电子跃迁。换句话说，显微镜的极限完全由所用染料的荧光特性决定。

在本出版物中，科学家们成功地展示了新的 p-MINFLUX 方法能够以1 nm的分辨率实现荧光寿命的局部分布——这是表征染料环境的最重要的测量变量。Philip Tinnefeld 解释说：“使用 p-MINFLUX，将有可能在分子水平上揭示结构和动力学，这对于我们理解直到生物分子反应的能量转移过程至关重要。”

该项目由德国研究基金会(Cluster of Excellence e-conversion，SFB1032)、科学技术研究委员会(CONICET)和阿根廷国家研究、技术发展和创新促进机构(ANPCYT)资助。Stefani 教授是亚历山大·冯·洪堡基金会的乔治·福斯特奖获得者，同时也是慕尼黑大学物理化学专业的客座科学家。

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