STED-микроскопия ( — микроскопия на основе подавления спонтанного испускания) — разновидность флюоресцентной микроскопии, достигающая разрешения сверх дифракционного предела путём избирательного тушения флюоресценцииWestphal, V.; S. O. Rizzoli, M. A. Lauterbach, D. Kamin, R. Jahn, S. W. Hell (2008). Science 320: 246—249.. Метод был разработан Штефаном Хеллем в 1994 году S. W. Hell, J. Wichmann (1994). Breaking the diffraction resolution limit by stimulated emission: Stimulated-emission-depletion fluorescence microscopy. Optics Letters 19 (11): 780–782. и продемонстрирован в 1999 году. Удостоен Нобелевской премии по Химии в 2014 г.S.W. Hell, Nanoscopy with Focused Light , Nobel Lecture in Chemistry, 08.12.2014.
В 1986 г. В. А. Охонин (Институт Биофизики CO АН СССР) запатентовал идею STED-микроскопаОхонин В. А., Институт биофизики СО АН СССР, Способ исследования микроструктуры образца , Номер патента: 1374922, Приоритет от 10.04.1986, Опубликовано: 30.07.1991, База патентов СССР. Цитируется в патентах США: US 5394268 A (1993) and US RE38307 E1 (1995). Из описания изобретения: "Сущность изобретения заключается в том, что возбуждают люминесценцию образца, помещенного в поле нескольких стоячих световых волн, вызывающих тушение люминесценции из-за вынужденных переходов из люминесцирующего состояния в короткоживущие состояния всюду, кроме малых окрестностей точек, в которых вызывающая переходы в короткоживущее состояние компонента поля (вынуждающая компонента поля) стоячих волн обращается и ноль.". Этот патент был, по-видимому, неизвестен Хеллю и Вихману в 1994.
Принцип метода
При обычной конфокальной люминесцентной микроскопии исследуемое вещество оптически возбуждается, и его флюоресценция регистрируется приёмником. Пространственное разрешение метода ограничено дифракционным пределом порядка
где — длина волны, а — апертура.
Для его преодоления в STED-микроскопии используется второй лазер с бо́льшей длиной волны для стимулирования излучательных переходов в веществе по краям фокусного пятна. При облучении кольцевым лазером происходит принудительное испускание перехода с возбуждённого уровня на некоторый вибрационный уровень. Таким образом, на краях пятна происходит обеднение населённости возбуждённого уровня, и люминесценция на длине волны подавляется, позволяя достичь лучшего разрешения в центральной области.
Примечания
Ссылки Overview at the Department of NanoBiophotonics at the Max Planck Institute for Biophysical Chemistry. Brief summary of the RESOLFT equations developed by Stefan Hell.
Категория:Микроскопия