光学技術：発光反応を利用した超解像撮像
Nature 657, 8130 doi: 10.1038/s41586-026-10889-7
超解像蛍光顕微鏡法は、光回折限界を破ることによって、光励起発光の枠組みの下で生物学的複雑性に関する我々の理解を深めた。外部光励起を使うことは、蛍光を用いた手法の撮像能力と生細胞適合性を形作る主要な要因となっている。その代替技術として、電気化学発光（ECL）、化学発光（CL）、生物発光（BL）などの反応励起発光があり、超高感度解析から生体適合性の高い撮像まで、さまざまな撮像上の利点を可能にする、化学的に規定されたツールボックスが得られている。発光反応によって可能になった従来の撮像法は、光による励起を必要とせず、高感度であるにもかかわらず、光子数が少ないために時空間的解像度が根本的に制限されている。今回我々は、化学に基づく超解像撮像の枠組みとして、RIED（luminescent-reaction-enabled super-resolution imaging via entropy-weighted correlation combined with deconvolution）を開発した。RIEDは実験と計算を統合した概念であり、時空間的記録戦略を導入し、発光反応によって実現される撮像に特有の情報内容を明らかにする。この情報内容を効率的に収集・計算し、反応に駆動される光子統計に適合させた再構成戦略を用いることで、超解像が達成される。我々は、細胞内小器官の超解像ECL、CL、BL撮像を実現し、約100 nmの解像度を達成した。さらにこの手法を、表面タンパク質の高感度撮像や、ミトコンドリア移送動態の41時間にわたる超長期連続超解像生細胞撮像に用いた。今回の研究は、生物撮像の汎用性を拡張させた、化学によって実現される、レーザーフリーの新しいクラスの超解像顕微鏡法を確立するものである。
