Исследователи Стэнфордского университета разработали микроскоп iISM, который показывает структуры живых клеток без флуоресцентных меток. В статье, опубликованной 27 февраля 2026 года в журнале Light: Science & Applications, авторы сообщили о латеральном разрешении 120 ± 4 нанометра. На клетках COS-7 им удалось различить, среди прочего, эндоплазматическую сеть, митохондрии и везикулы.

Как массив детекторов помогает уточнить изображение

iISM объединяет интерферометрическую микроскопию рассеяния света и сканирование изображения. Лазерный свет рассеивается на структурах клетки. Этот слабый сигнал смешивается с отражённым светом, а возникающая интерференция помогает его зарегистрировать.

Вместо одного детектора микроскоп использует камерный массив, который собирает сигналы при разных положениях детектора. Алгоритм определяет, насколько изображения смещены друг относительно друга, совмещает их и складывает. Так несколько измерений одного участка помогают получить более чёткую картину.

Представим несколько снимков одного объекта, сделанных с небольшими сдвигами. Если точно совместить их, контуры могут стать чётче. В iISM изображения тоже совмещает алгоритм, но он не просто усредняет снимки, а учитывает особенности интерференционного сигнала.

Разрешение проверяли на наночастицах: исследователи измерили ширину центрального максимума оптического отклика более чем у 15 частиц. В опытах на живых клетках мощность освещения на дифракционно-ограниченное пятно была примерно в десять раз ниже, чем при конфокальной микроскопии. Более слабое освещение может уменьшить воздействие света на клетки, но само по себе не означает, что любое наблюдение безопасно или может длиться неограниченно.

У метода есть ограничения. Сигнал рассеяния помогает увидеть структуру, но не показывает её молекулярный состав так, как это делают флуоресцентные метки. Фоновое рассеяние от других клеточных компонентов может скрывать мелкие детали. Например, более тонкую сеть актина авторы лучше различали во флуоресцентном канале. В показанной съёмке между кадрами проходило около 8,2 секунды; временное разрешение ограничивала скорость камеры. Живые клетки исследовали на клетках COS-7, поэтому эти результаты не показывают, будет ли метод работать так же на клетках других типов. Авторы рассматривают iISM как дополнение к флуоресцентной микроскопии, а не её замену.

Для исследователей, которые готовят собственную публикацию, есть информация о подготовке научных статей.

Схема принципа iISM: регистрация рассеянного света массивом детекторов, совмещение сигналов алгоритмом и получение изображения с улучшенным латеральным разрешением

Фото: Fayette Reynolds M.S. / Pexels