光激活定位显微镜(PALM),是利用在特定条件下荧光分子产生光切换性质,来实现衍射极限突破进行成像的新型显微技术,是一种超分辨率显微镜。
在超分辨率显微镜问世之前,常规光学显微镜只能观察最高200nm的活体生物样本,也有分辨率更高的显微镜,但对生物样本破坏性较强,无法观察活体样本。超分辨率显微镜具有超高分辨率、可观察活体样本的优点,在生命科学、临床医学领域应用比例逐渐提高。
超分辨率显微镜技术方案较多,光激活定位显微技术是其中一种,概念于2006年首次被提出。光激活定位显微镜的工作原理是,利用PA-GFP标记蛋白质,采用405nm激光照射样本,一次仅激发部分荧光分子,再利用488nm激光进行照射,对这部分荧光分子进行定位且使其后续不能再被405nm激光激活,重复此过程直到所有荧光分子定位后,将结果进行叠加获得超高分辨率完整图像。
预计2023年,全球超分辨率显微镜市场规模约为62.9亿元;预计发展到2029年,全球超分辨率显微镜市场规模将达到99.2亿元,2023-2029年复合年均增长率为7.9%。光激活定位显微镜作为超分辨率显微镜的一种,具有良好发展空间。
光激活定位显微镜与随机光学重建显微镜(STORM)基本原理相同,但存在差异。光激活定位显微镜,采用荧光蛋白来标记样本,对样本的制备及处理要求较高,通常用来观察细胞外源表达蛋白质;随机光学重建显微镜,利用荧光染料来标记样本,在观察活体生物样本时,需要采用特定染料,可使用的染料类型较少,通常用来观察细胞内源蛋白质。
新思界
行业分析人士表示,在全球范围内,代表性光激活定位显微镜生产商主要是卡尔蔡司(Carl Zeiss AG),2013年推出三维超高分辨率光激活定位显微镜(PALM)“ELYRA P.1”,横向分辨率达到20nm、轴向分辨率达到50nm,能够定位细微结构甚至单分子。