远场光学显微镜的分辨率受阿贝衍射极限的制约，其极限分辨率约为可见波长的一半，阻碍了远场光学显微镜在超小尺度的生命科学研究中的应用。随着探测技术的持续快速发展，利用量子超分辨率显微镜和图像扫描显微镜（ISM）来克服衍射极限，从而实现超小尺度显微，逐渐成为研究热点。量子光学原理超越了光学显微镜中灵敏度和分辨率的经典局限性，原则上，基于量子光学原理的量子协议可以在不牺牲经典信息的情况下添加新信息，因此具有超分辨率增强的潜力。但是对生物样品进行成像仍然具有挑战性。这些挑战主要来自于测量的固有弱信号和光量子态的脆弱性。图像扫描显微镜则是超分辨率系列的最新成员，可在不降低信号电平的情况下生成稳健的分辨率增强。在ISM中，探测器阵列中的每个像素在共焦激光扫描显微镜（CLSM）中充当小针孔，记录的图像的分辨率是衍射极限的两倍。因此，可以构建超分辨图像而不降低收集的信号电平。

来自以色列Weizmann科学研究所的D.Oron教授及其研究团队报道了一种新的超分辨方案：量子图像扫描显微镜（Q-ISM）。利用ISM架构中量子相关的测量。在共焦扫描期间，探测器阵列中的每对探测器使用光子相关产生清晰图像。这些图像合并在一起，分别超过了ISM和光子相关测量的分辨率。相比较图像扫描显微镜，分辨率提高两倍，超过衍射极限四倍。通过违反经典光和均匀照明假设，并基于量子光学中的光子反聚束效应，他们获得了用荧光量子点染色的生物样品的超分辨光学图像。

文章链接

来源：两江科技评论