浙哈团队研发无光毒超分辨显微镜RIED，实现活细胞41小时连续动态成像

2026年8月14日，浙江大学冯建东团队与哈尔滨工业大学赵唯淞团队联合研发出一种新型超分辨化学显微镜——RIED。相关研究成果已于8月12日发表于国际学术期刊自然。

该显微镜摒弃传统依赖外部激光激发的成像路径，转而直接捕获化学反应及生物反应过程中自发产生的微弱光信号，实现无外源光照的活体成像。在活细胞连续观测能力上，其时长较常规荧光显微镜提升百余倍。

长期以来，光学显微技术面临两大根本性制约：其一，经典光学显微镜受阿贝衍射极限限制，空间分辨能力难以突破200纳米；其二，虽然后续发展的荧光超分辨显微技术突破了这一物理边界，却高度依赖高强度激光照射，由此引发显著的光毒性与荧光淬灭效应，导致活细胞状态难以维持，连续观测时间通常不超过十几分钟，严重制约对细胞动态过程的长时程追踪。

RIED显微镜另辟路径，彻底脱离外部照明依赖，通过高灵敏度探测化学发光、生物发光及电化学发光三类内源性发光反应所释放的光子，从根本上规避光损伤与光漂白问题。

研究始于2018年，团队于2021年率先验证电化学发光成像的可行性，此后历时五年持续攻关，逐步将探测体系拓展至涵盖化学、生物与电化学三大类内源发光反应。目前设备空间分辨率达100纳米，与主流荧光超分辨系统性能相当，并已实现活细胞亚细胞器尺度的三维动态成像。

实际应用表明，RIED可对单个活细胞进行长达41小时的连续观测，期间细胞形态、运动及代谢活性均保持稳定，图像信噪比与结构清晰度无明显衰减。借助该平台，科研人员首次完整捕捉并解析了线粒体在相邻细胞间迁移的全过程。

由于内源发光信号极其微弱且随机性强，团队专门构建了时空隔离式采样机制，并融合哈尔滨工业大学自主研发的高鲁棒性图像重建算法，显著提升了光子事件识别精度与空间定位准确性。

设备名称RIED取自英文“READ”谐音，寓意以该工具真正读懂生命单元内部瞬息万变的微观活动。

RIED是化学、光学工程、计算成像与生命科学深度交叉融合的产物。相较于电子显微镜，它无需固定或切片，可直接观测活体状态下的细胞；相较于各类荧光成像平台，它在保证同等分辨率的同时，彻底解除长时间观测对细胞活性的干扰，有效填补了当前活细胞动态观测技术的关键空白。

SIM-RIED成像效果对比图