随机光学重构显微技术(STORM)作为一种超分辨技术,打破了传统的衍射极限。它是利用可反复光开关的荧光标记实现的一种超高精度的单分子定位技术。利用这一原理获得的超分辨图像的横向分辨率可达20nm,轴向分辨率可达50nm,比衍射极限提高了一个数量级。由于可以得到超高分辨率的图像,STORM已经成为研究细胞特征学的重要工具。但是在组织成像方面,由于组织样品的高散射性和不均匀性,STORM在生物组织样品应用方面受到阻碍和限制。为了能够对生物组织样品进行STORM超分辨成像,我们一方面通过膨胀技术使组织样品均一化,透明化,减少由于散射和自发荧光造成的高背景;另一方面,我们自主搭建了一套光片照明显微成像系统,其具有成像速度快,光漂白和光损伤小的特点。为了活化荧光染料分子,我们在照明光路中引入双光子激光。由于双光子激光的非线性性,可以仅对视野中心的荧光染料分子起活化作用,减少不在视野中心的荧光染料分子不必要的光漂白。为了提升深度成像分辨率,我们在成像光路中加入自适应光学,利用闭环校正算法来校正成像系统本身以及成像缓冲液与成像物镜折射率不匹配导致的像差,从而实现厚组织样品内部的三维STORM超分辨成像。我们首先对150微米厚的Thy1-YFP转基因小鼠脑片进行了约2倍的膨胀处理。这种处理方法使组织样品变得透明均一,并淬灭其自发荧光。然后利用所搭建的系统,我们在300微米深处对膨胀后脑片中的神经元信号进行了三维STORM成像。通过控制压电陶瓷纳米位移台在轴向的移动,获得样品不同深度的超分辨图像,并把它们拼接起来,从而得到在100微米×100微米×30微米的体积范围内小鼠大脑皮层神经元信号的三维超分辨图像。