Микроскопия обеднения основного состояния ( микроскопия GSD ) является реализацией концепции RESOLFT . Метод был предложен в 1995 году [1] и экспериментально продемонстрирован в 2007 году. [2] Это вторая концепция преодоления дифракционного барьера в оптической микроскопии дальнего поля, опубликованная Стефаном Хеллом . Используя центры азотных вакансий в алмазах, в 2009 году было достигнуто разрешение до 7,8 нм. [3] Это намного ниже дифракционного предела (~200 нм).
В микроскопии GSD используются флуоресцентные маркеры. В одном состоянии маркер может свободно возбуждаться из основного состояния и спонтанно возвращаться посредством испускания флуоресцентного фотона. Однако, если дополнительно применяется свет соответствующей длины волны, краситель может быть возбужден до долгоживущего темного состояния, т. е. состояния, в котором не происходит флуоресценции. Пока молекула находится в долгоживущем темном состоянии (например, триплетном состоянии ), она не может быть возбуждена из основного состояния. Переключение между этими двумя состояниями (ярким и темным) путем применения света удовлетворяет всем предварительным условиям для концепции RESOLFT и субволновой шкалы визуализации, и, следовательно, можно получать изображения с очень высоким разрешением. Для успешной реализации микроскопии GSD требуются либо специальные флуорофоры с высоким выходом триплетов, [4] , либо удаление кислорода с помощью различных монтажных сред, таких как Mowiol или Vectashield. [2]
Реализация в микроскопе очень похожа на микроскопию истощения стимулированного излучения , однако она может работать только с одной длиной волны для возбуждения и истощения. Используя соответствующее кольцевое фокусное пятно для света, который переключает молекулы в темное состояние, флуоресценция может быть погашена на внешней части фокусного пятна. Таким образом, флуоресценция все еще происходит только в центре фокусного пятна микроскопа, и пространственное разрешение увеличивается.