四川
通过打破光学衍射极限，超分辨荧光显微镜在光激发发光框架下推进了人们对生物学复杂性的理解。外部光激发的使用仍然是影响基于荧光方法的成像能力和活细胞兼容性的关键因素。
2026年8月12日，浙江大学冯建东、哈尔滨工业大学赵唯淞共同通讯在Nature在线发表题为“Luminescent-reaction-enabled super-resolution imaging”的研究论文。该研究提出了一种基于化学反应发光的超分辨成像新方法（RIED）。不同于传统荧光超分辨技术依赖外部光激发的成像模式，RIED利用化学反应发光分子对细胞内部结构进行特异性标记，并根据化学反应过程中的光子涨落特性以及信息熵分布规律，设计了高效信息提取与重建算法，由此实现了世界上首次化学发光特异性超分辨成像。
反应使能成像基于特别设计的发光化学，其可以针对不同的应用进行定制。具体地，电化学发光(ECL)由电化学反应触发和控制，赋予高表面灵敏度，这固有地有利于电极附近物体的成像。化学发光(CL)依赖于溶液中的反应物扩散，使得能够在整个成像体积中均匀激发。生物发光(BL)利用酶反应在活生物体中产生催化发光，为活细胞成像提供优异的生物相容性。
尽管有这些优点，但迄今为止，基于反应的发光受到低光子输出的困扰，通常需要延长几十秒的曝光时间来累积单个图像，这不可避免地忽略了时空信息。因此，与已建立的超分辨率荧光显微镜不同，使用反应激活发光实现超分辨率仍然具有挑战性。
RIED概念设计（图源自Nature）
在此，研究人员开发了一种基于化学的超分辨成像框架——通过熵加权相关结合反卷积实现发光反应超分辨成像。作为一个实验-计算概念，RIED引入了一种时空记录策略来揭示特定的发光反应成像信息内容，这些信息被有效收集和计算，使用适应反应驱动光子统计的重建策略实现超分辨。
实现了细胞内细胞器的超分辨ECL、CL和BL成像，达到约100 nm的分辨率。该方法用于表面蛋白的高灵敏成像和线粒体转移动力学的41小时超长期连续超分辨活细胞成像。该工作建立了一类新兴的化学激活、无激光超分辨显微镜，具有扩展的生物成像多功能性。
浙江大学化学系冯建东教授和哈尔滨工业大学仪器学院赵唯淞教授为本文的共同通讯作者。浙江大学化学系博士后朱文鑫、浙江大学化学系博士生张弛、哈尔滨工业大学仪器学院博士生桂家辉为本文的共同第一作者。
参考消息：
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10889-7
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