传统光学显微镜的分辨率受到衍射极限的限制，只能达到~200 nm的分辨率。2017年，诺贝尔奖得主Stefan Hell发展了MINFLUX技术（MINimal photon FLUXes），MINFLUX单分子超分辨显微镜以独创的最小光子捕获的定位原理，在观测细胞超微结构和生物大分子动态过程方面发挥着独特的优势。成像设施购置的MINFLUX单分子超分辨显微镜目前已经完成安装调试并提供对外技术服务，系统的主要配置与功能如下：
MINFLUX成像原理及功能特色：
创新的超分辨成像原理：相较于传统的高斯光激发，MINFLUX以中心光强为零的多纳圈为激发光在纳米范围内进行一系列的步序探测。多纳圈中心点离荧光分子越近，产生的荧光越低。通过迭代优化多纳圈位置和尺寸L，进一步针对目标分子收缩，伴随精度的不断提高最终精确定位分子位置。为了充分实现激发光范围内的单分子检测，荧光标记物通常需具备可光转换、光激活等闪烁性质。
超高单分子定位精度：MINFUX通过连续迭代多纳圈尺寸进行扫描，即时标定荧光分子的位置，理想条件下获得小于3 nm的2D定位精度，2-5 nm的3D定位精度。
超快单分子追踪速率：MINFLUX每次定位所需的光子数量较少，能以至高10 kHz的频率追踪单个荧光分子，即以100 us的时间分辨率来解析单分子的动态过程。
主要规格及技术指标：
设备型号：MINFLUX（Abberior，Germany）
视野范围：80 X 80 μm，100X
多种成像模式：Confocal|2D-Loclization|3D-Loclization|2D-Tracking
快速成像：至高10 KHz
激光配置：405（MINFLUX）、488（Confocal）、561（MINFLUX）、642（MINFLUX）
主动样品稳定系统：70 X 70 X 50 μm范围的高动态xyz轴压电陶瓷，具有亚纳米分辨率和毫秒范围的响应时间
MINFLUX的应用模式：
2D定位模式：多纳圈激发光快速扫描2D视野范围，对细胞内标记的超微结构实现xy向的高精度扫描。与共聚焦显微镜相比，2D MINFLUX可以将分辨率提升至1~3 nm。图为核孔复合物NUP-96各个亚基的2D空间定位。
3D定位模式：通过空间光调制器实现Z轴方向的多纳圈，从而实现荧光分子3D的定位成像。图为核孔复合物NUP-96各个亚基的3D空间定位。
单分子追踪模式：凭借革命性的成像原理，MINFLUX以高达10 kHz的频率跟踪分子运动，比传统的基于相机的成像方法快100倍，且单分子追踪适用于所有三个方向维度。图为嵌入脂质双分子层中的脂偶联Atto 647N的2D运动轨迹。
技术参考文献
1. Balzarotti F, Eilers Y, Gwosch KC, et al. Nanometer resolution imaging and tracking of fluorescent molecules with minimal photon fluxes. Science. 2017;355(6325):606-612
2. Eilers Y, Ta H, Gwosch KC, Balzarotti F, Hell SW. MINFLUX monitors rapid molecular jumps with superior spatiotemporal resolution. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018;115(24):6117-6122
3. Gwosch KC, Pape JK, Balzarotti F, et al. MINFLUX nanoscopy delivers 3D multicolor nanometer resolution in cells. Nat Methods. 2020;17(2):217-224
设备现场图片：
设备存放地点：
北京市怀柔区多模态跨尺度生物医学成像设施2号楼2103室
设备负责人：
牛佳浩 博士
设备预约入口：https://ioc.nbic.cn:37218/#/equipment/detail?id=634767400381715653
设备预约方式：提前联系设备负责人，电话/微信：18810386760
往期回顾：