【摘 要】
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光学显微镜由于光学衍射极限的限制通常难以满足人们探究200 nm以内微观世界的需求。超分辨成像技术的出现使得人们有机会采用不同的方法绕过光学衍射极限的限制,让光学显微镜也能拥有媲美电子显微镜的超高分辨率。在众多超分辨成像技术中,基于单分子定位的超分辨成像技术（通常简称为超分辨定位成像）利用荧光探针的荧光闪烁行为实现对纳米结构单分子级别的定位。目前,常用的超分辨定位成像探针主要包括荧光蛋白和有机荧光
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光学显微镜由于光学衍射极限的限制通常难以满足人们探究200 nm以内微观世界的需求。超分辨成像技术的出现使得人们有机会采用不同的方法绕过光学衍射极限的限制,让光学显微镜也能拥有媲美电子显微镜的超高分辨率。在众多超分辨成像技术中,基于单分子定位的超分辨成像技术（通常简称为超分辨定位成像）利用荧光探针的荧光闪烁行为实现对纳米结构单分子级别的定位。目前,常用的超分辨定位成像探针主要包括荧光蛋白和有机荧光染料,但它们存在抗光漂白能力差、对样品的荧光标记困难、需要额外的除氧和辅助荧光闪烁的缓冲液以及对动态过程成像能力不足等问题,这些问题限制了超分辨定位成像技术的适用范围。鉴于此,本论文开发了聚集诱导发光（AIE）探针用于超分辨定位成像的新方法,利用聚集诱导发光探针和样品之间的静电相互作用以及特异性结合,即可直接对样品进行超分辨定位成像。本文主要研究内容如下:（1）以具有AIE效应的螺吡喃（SP）分子和嵌段共聚物PSt-b-PEO自组装纳米胶束共染的超分辨定位成像为基础,研究激发光、猝灭光和弱光探测器的采集频率等外部条件对超分辨定位成像分辨率的影响。在优化后的成像条件下,SP探针的空间分辨率从接近50.0 nm提高到25.0 nm,在时间分辨率为3 s的条件下空间分辨率达到34.4 nm,为后续工作的展开完成实验条件优化。（2）提出了一种对于具有电荷性质的纳米结构普遍适用的超分辨定位成像方法,通过离子型AIE探针和样品之间可逆的静电作用产生的荧光开关,无需对测试样品进行提前的荧光标记以及额外的辅助缓冲溶液,即可实现样品表面荧光的随机点亮来进行超分辨定位成像。利用一系列离子型AIE探针,实现了丝蛋白纳米纤维、银纳米线、细菌纤维素和鸡蛋清溶菌酶纤维的超分辨定位成像,分辨率最高可以达到30.0 nm。（3）提出了一种适用于淀粉样蛋白纤维的超分辨定位成像方法,利用线型AIE探针与β-淀粉样蛋白纤维之间可逆的特异性结合产生的荧光开关,即可实现β-淀粉样纤维的荧光随机点亮来进行超分辨定位成像。通过两种线型AIE探针PD-BZ-OH和PD-NA-OH与商用探针硫磺素T之间的成像对比,发现PD-BZ-OH对β-淀粉样蛋白纤维有着最佳的超分辨定位成像效果,分辨率可以达到35.0 nm以内。（4）选择具有最佳成像效果的AIE探针PD-BZ-OH,完成了对鸡蛋清溶菌酶纤维化聚集长达两小时以上的原位动态超分辨定位成像,进一步研究AIE探针对于动态过程的超分辨定位成像能力。利用AIE探针特异性结合的新型成像方法,可以无需提前的荧光标记直接对溶液中形成的淀粉样蛋白纤维进行超分辨定位成像,分辨率达到35.5 nm左右,为阿尔兹海默症等神经性疾病的病理研究提供了一种便捷、长时间和纳米级别分辨率的原位动态成像手段。
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