[发明专利]样品中感兴趣结构的高空间分辨率成像

权利要求书

1.一种用于对样品中的感兴趣结构进行高空间分辨率成像的方法，具有步骤：

-从一组物质中选择一种物质，

-这些物质包括具有第一荧光特性的第一状态以及具有第二荧光特性的第二状态；

-这些物质能够由具有一个波长的光激发以自发地发射荧光；

-这些物质能够通过所述具有所述一个波长的光从所述第一状态转换到其第二状态；并且

-这些物质能够从其第二状态返回到其第一状态；

-利用所述物质的分子标记所述样品的感兴趣结构；

-将所述样品成像在传感器阵列上，所述成像的空间分辨率极限大于(即差于)所述样品中所述物质的最接近的相邻分子之间的平均间隔；

-在具有比所述样品在所述传感器阵列上成像的所述空间分辨率极限大的尺寸的至少一个区域中使所述样品暴露于所述具有所述一个波长的光，所述物质的部分所述分子被所述具有所述一个波长的光交替激发以自发地发射荧光并且被转换到其第二状态，并且所述物质中分别处于所述第一状态的所述分子的至少10％与其处于所述第一状态的最接近的相邻分子的距离大于所述样品在所述传感器阵列上成像的所述空间分辨率极限；

-在所述样品连续暴露于所述具有所述一个波长的光的期间，在由所述传感器阵列记录的多个图像中注册从所述物质的分子的所述区域自发地发射的所述荧光；以及

-根据由所述传感器阵列记录的所述图像确定所述样品中分别处于所述第一状态的所述物质的所述分子的位置，所述分子与其处于所述第一状态的最接近的相邻分子的距离大于所述样品在所述传感器阵列上成像的所述空间分辨率极限，其特征在于，所述第一状态和所述第二状态是所述物质的不同电子状态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物质是不可切换的。

3.如权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述第一状态是单重状态并且所述第二状态是所述物质的三重状态。

4.如权利要求1到3中的至少一项所述的方法，其特征在于，在开始将所述样品暴露于所述具有所述一个波长的光时，将所述光的强度设置得如此高，以将所述物质转换到其第二状态，直到所述物质的超过90％的所述分子已经被转换到所述第二状态。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在开始将所述样品暴露于所述具有所述一个波长的光时，将所述光的强度设置得如此高，以将所述物质转换到其第二状态，直到所述物质的基本上全部所述分子已经被转换到所述第二状态。

6.如权利要求1到5中的至少一项所述的方法，其特征在于，所述物质选择自包括诸如以下物质的物质的子组：

-自发地从其第二状态返回到其第一状态的物质；

-通过所述具有所述一个波长的光的作用从其第二状态返回到其第一状态的物质；以及

自发地和通过所述具有所述一个波长的光的作用返回到其第一状态的物质。

7.如权利要求1到6中的至少一项所述的方法，其特征在于，实施修改所述样品中所述荧光染料的所述第二状态的寿命的至少一个措施。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，实施延长所述样品中所述荧光染料的所述第二状态的所述寿命的至少一个措施。

9.如权利要求1到8中的至少一项所述的方法，其特征在于，在记录所述图像之前，借助于高强度的光通过光学漂白将部分所述物质转换到与所述第一状态和所述第二状态不同的持续暗状态，所述光选自所述具有所述一个波长的光以及具有另一波长的光。

10.如权利要求1到9中的至少一项所述的方法，其特征在于，在所述图像的所述记录期间，将所述具有所述一个波长的光的所述强度设定为恒定值。

11.如权利要求1到10中的至少一项所述的方法，其特征在于，在所述图像的所述记录期间，将所述具有所述一个波长的所述光的所述强度设定为利用所述图像的所述记录的序列进行时间调制的强度轮廓。

12.如权利要求1到11中的至少一项所述的方法，其特征在于，将所述具有所述一个波长的光连续导向到所述样品的所述区域上。

13.如权利要求1到11中的至少一项所述的方法，其特征在于，将所述具有所述一个波长的光以在所述图像的所述记录期间没有被解析的快速脉冲形式导向到所述样品的所述区域上。