浙江大学与哈尔滨工业大学的科研团队近日取得重要突破，联合研发出全球首款基于化学反应发光的超分辨显微成像设备RIED，相关研究成果已发表于国际顶级学术期刊《自然》。该技术通过捕捉生物体内自然产生的微弱光信号实现成像，彻底解决了传统荧光显微镜的光毒性难题，为活细胞动态观测开辟了全新路径。
传统显微成像技术长期面临两难困境：普通光学显微镜受物理衍射极限限制，分辨率难以突破200纳米；荧光超分辨显微镜虽能突破极限，但依赖高强度激光照射的特性导致细胞活性快速衰减，连续观测时间通常不超过15分钟。这种技术瓶颈严重制约了细胞分裂、物质运输等长时程生命过程的研究。
RIED系统的创新之处在于完全摒弃外部光源，转而直接检测细胞代谢过程中产生的化学发光信号。研究团队通过五年技术攻关，成功将电化学发光、生物发光等三类发光体系的成像精度提升至100纳米级，达到国际主流荧光显微镜水平。实测数据显示，该设备可连续41小时追踪单个线粒体在细胞间的迁移过程，期间细胞活性保持稳定，成像清晰度无衰减。
为解决微弱光信号检测难题，科研人员开发了时空孤立采样技术，配合哈尔滨工业大学自主研发的智能算法，能够从噪声背景中精准提取单个光子信号。这种技术组合使设备在保持高分辨率的同时，实现了细胞器级别的三维动态成像，其成像效果经对比测试显著优于传统荧光技术。
该成果融合了化学、光学、计算成像和细胞生物学等多学科前沿技术，形成了独特的技术优势：相较于电子显微镜需冷冻固定样本的缺陷，RIED可直接观测活体细胞；相比荧光设备，其无光损伤特性使长时间连续观测成为可能。这种技术特性为肿瘤转移、神经信号传导等需要长时程观测的研究领域提供了全新工具。
研究团队透露，RIED的命名取自英文"READ"的谐音，寓意通过解读细胞发出的"光语言"来破译生命密码。目前该技术已实现化学发光、生物发光和电化学发光三大体系的兼容，未来通过进一步优化光子检测模块，有望将空间分辨率提升至50纳米以下，为单分子级别的生命活动观测提供可能。
