光敏定位顯微鏡由英語photoactivated localization microscopy翻譯而來，縮寫為PALM。
基本介紹
- 中文名：光敏定位顯微鏡
- 外文名：photoactivated localization microscopy
發展史,現狀前景,
發展史
兩位賦閒在家的物理學家Betzig跟Hess，利用一部在自家客廳組裝的光學顯微鏡發展出一套光敏定位顯微鏡觀察細胞中個別蛋白質分子的位置，研究成果發表在2006年8月10日Science雜誌線上版，此顯微鏡達到了電子顯微鏡的解析度。
傳統限制
傳統光學顯微鏡的解析度受限於光的波長，對於0.2μm以下的小東西只能搖頭興嘆。雖然電子顯微鏡可以達到納米級的解析度，但通電的結果容易造成樣品的破壞，因此能觀測的樣本也相當有限。
傳統突破
Betzig已在1993年Science期刊的報告中，利用近場光學顯微鏡觀察螢光分子並突破一般光學顯微鏡的限制；1994年又和老同事Hess在Science期刊上共同發表將半導體中近距離的光點分開、逐一觀察。所以他們認為雖然細胞中分子的密度很高，但如果能每次只觀察其中幾個，就有辦法逐一決定出分子的中心位置，達到分子層級的解析度。
分子生物學家雖然可以做到把若干想觀察的蛋白質貼上螢光卷標，但這些蛋白質還是經常擠在一塊，在顯微鏡下分不出誰是誰。Betzig和Hess耳聞美國國家衛生院(NIH)Lippincott-Schwartz實驗室研發的綠色螢光蛋白(green fluorescent protein, GFP)能通過紫外光激發調控螢光的強度，於是兩人回家用舊器材外加各自補貼25000美元，兩個月打造出新的顯微鏡，隨後和Lippincott-Schwartz及佛羅里達州立大學Davidson展開合作，測試生物樣品，在每平方微米(μm2)塞滿高達十萬個分子的細胞樣品中，成功分辨出相距僅僅2-25 nm的分子。目前他們已經為細胞片足(lamellipodium)內的肌動蛋白(actin)、集中附著點(focal adhesion)的蛋白質vinculin、細胞膜上的反轉錄病毒(retroviral)蛋白Gag等，取得清晰影像。
現狀前景
在這一實驗中，研究人員在蛋白上融合GFP，利用微弱紫外閃光使部分GFP分子產生光化學轉換，再用黃光二度激發產生螢光，每次只看到少數分子的位置、螢光持續數秒鐘，如此重複約一萬次來建立整個樣本中蛋白質分布的情形，需要的時間長達2-12小時，因此要用來觀察會快速運動的活細胞並不容易。目前每次實驗也只觀察一種蛋白質，好處是減少了其它成分的干擾，相較於電子顯微鏡有更清晰的對比度，但也是一種限制；如果能為不同蛋白質接上不同的螢光卷標，可望用來進一步研究蛋白質間的互動作用，使PALM更具套用價值。
目前Betzig跟Hess兩人都加入了Howard Hughes Medical Institute所屬的Janelia Farm的研究行列，也告別了無業游民科學家的身分。
