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基于DNA的超分辨率显微镜技术：DNA-PAINT

DOI：10.3390/genes9120621 期刊：Genes 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 超分辨率显微技术（如单分子定位显微镜SMLM）可实现纳米尺度生物分子的可视化。为满足采集过程中多次观测分子的需求，该领域开始探索使荧光团与靶标结合的方法。这种结合通过点积累成像纳米拓扑结构（PAINT）技术构建图像——其原理是依赖荧光配体的随机结合，而非永久结合荧光团的随机光激活。近年来，利用DNA实现PAINT成像中可重复瞬时结合的系统已成为超分辨率显微技术的前沿。本文回顾PAINT成像发展史，重点阐述DNA-PAINT技术的演进，概述DNA-PAINT的不同变体及其通过SMLM对DNA折纸结构和细胞蛋白的成像应用，最后探讨DNA-PAINT成像当前面临的挑战。
作者： Daniel J. Nieves，Katharina Gaus，Matthew A. B. Baker
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研究概述 实验方案

研究目的

回顾PAINT成像技术的发展历程，重点介绍DNA-PAINT的演进，概述其不同变体及通过SMLM技术对DNA折纸结构和细胞蛋白进行成像的应用，并反思当前面临的挑战。

研究成果

DNA-PAINT技术极大推动了DNA折纸术在成像领域的应用，实现了细胞成像及纳米尺度下细胞相互作用的解析。该技术能提供关于DNA折纸体杂交、整合及稳定性的详细动力学信息。未来发展方向旨在克服当前技术挑战，例如非特异性结合问题，以及开发更优的细胞成像探针与方法。

研究不足

成像链与脱靶位点的非特异性结合（尤其在生物环境中），以及基于FRET成像实现定量测量的复杂性。需要开发兼具共价性、小分子量、高特异性和化学计量标记的方法，以在天然环境中观测和定量低丰度蛋白质。

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