内容提要

单分子定位显微成像（SMLM）通常需要高达kW/cm²的激光照射，以获取足够多的光子用于精确定位。然而，高强度的可见光会对细胞造成严重的毒性，限制其在活细胞中的应用。针对这一挑战，该研究开发了一类新型近红外（NIR）自发闪烁的荧光染料（SMI-NIRs）。这些染料由罗丹明螺内酰胺和半花菁衍生物组成，前者通过pH依赖的螺环化反应在荧光态与暗态之间转换，后者将激发波长移至红外区域。单分子实验表明，这些NIR染料在3.93 kW/cm²的功率密度下，展现出低至0.18%的占空比和高达26,700光子/秒的发射率。光毒性评估表明，721 nm的NIR照明显著降低对活细胞的损伤。该研究将SMI-NIRs应用于活细胞成像，成功实现了线粒体动态变化的超分辨成像，空间分辨率为69.4 nm（傅里叶环相关分析，FRC）。此外，通过SNAP-tag技术对活细胞中的内质网实现特异性标记，超分辨重构出的内质网小管的半高全宽为119 nm。