FOM 2025系列報導
頂尖技術雲集的 FOM 2025 會場，層光顯微術、雙光子顯微術等精密成像方法分庭抗禮。但其中一種技術卻堪稱能夠提供最高的空間、時間解析度（spatial temporal resolution）：諾貝爾化學獎得主赫爾（Stefan Hell）研發的 MINFLUX。
三合一平台，提供更多選擇
由赫爾指導博士班研究、一同創立 abberior 光學儀器公司的班傑明．哈克博士（Dr. Benjamin Harke）現身本屆 FOM，向與會群眾介紹他們最新的三合一精密成像平台 Mirava。
Mirava 成像平台融合Confocal, STED, MINFLUX 三種顯微技術，分別在 250 奈米，25 奈米，2.5 奈米三個不同層次成像，使赫爾成名的 STED 相當受關注，甚至有台灣學者帶實驗樣本來直接試用。哈克表示，STED 成像速度接近 Confocal，但是可以讓解析度增進 10 倍。
而定位解析度進入 3 奈米以內的 MINFLUX 則仰賴樣本的螢光品質，但哈克強調，此技術可以在幾分鐘內完成 5 微米乘以 5 微米的樣本掃描，不像傳統 Confocal 須以小時計算的漫長等待。
追隨挑戰者赫爾 信心十足
哈克表示，約 25 年前赫爾開始研發 STED，是第一個實際挑戰繞射極限的光學顯微技術。哈克從 STED 研發初期就已在赫爾團隊，他回憶，「克服繞射極限」的可能性讓人感到興奮期待。
相對於赫爾本人剛開始讀博士班時，認為光學是個陳舊、缺少可能性的領域，哈克說「在我要投入博士班時，赫爾已經提出了 STED 的物理法則，跨越障礙的道路在人們眼前展開，所以我從不懷疑光學顯微技術的前景。」
他補充，「STED 技術最棒的特點，是它直接作用在螢光標記上，不需要反捲積（deconvolution）或任何電腦輔助功能來處理影像。」哈克強調，STED 在原始資料（raw data）中就展現出所有超解析訊號。
所以在研發後期，STED 帶給哈克很大的樂趣，他說，「一旦開啟 STED，影像品質就瞬間提升了。它是一個最直接、有感的技術。」
哈克指出，STED 之所以能贏得 2014 年的諾貝爾獎，不僅是實現比既有共軛焦技術更清晰十倍的解析度，更是因為在光學概念上，STED 可以無限地提升解析度。
在哈克看來，其他超解析顯微術，如雙光子顯微術利用光學非線性成像，在物理概念上終究會遭遇到光學障礙。而 STED 顯微術若能持續精進抑制光與螢光標記的品質，在光學概念上是沒有解析度極限的。
奈米解析 螢光標記新境界
至於 abberior 最新的技術 MINFLUX，可以將定位範圍縮小到螢光標記的「實際大小」。哈克說，螢光顯微術實際上是在觀察螢光分子，而非目標分子本身，但因為解析度遠遠不及分子的尺寸，因此研究者無法分辨螢光標記與目標分子的位置。
MINFLUX 可達到比 3 奈米更精細的定位解析度，能夠直接指出螢光分子團的位置（例如綠色螢光蛋白約4.2奈米長），與周遭分子作出區別。哈克提醒，在使用 MNIFLUX 定位時，要將思考層次深入到螢光分子的特性，挑選最適合與目標分子結合、失真程度最低的螢光分子。
哈克指出，MINFLUX 和 STED 顯微術一樣，在光學概念上是沒有解析度極限的，只要在光源和螢光標記的品質上持續推進，成像定位就可以更加精密。而且，傳統單分子定位技術往往需要成千上萬個光子進行一次定位，而 MINFLUX 僅需要幾個光子就可以進行單分子定位。
哈克進一步說明，若要在較高的解析度下進行定位、追蹤，MINFLUX 也只要數百個光子就能完成一次定位，並能跟上蛋白質在活細胞內移動的速度，觀察蛋白質的生理現象，這是非常迷人的新功能。
穩定與多元應用 商業化的龐大挑戰
提到他與赫爾在 abberior 將 MINFLUX 商業化的歷程，哈克坦承，「技術研發與商業化之間有巨大的鴻溝要跨越。科學家在實驗室裡或許可以接受成果時好時壞，但商業要求的是日復一日的穩定表現。」他強調，「我們必須把整個平台調整到穩如泰山。」
另外，哈克也提出「涵蓋多元應用」這項尖端技術商業化的重要條件。他說，「在實驗室，技術和軟體通常只需專注在一、二種研究方法。到市場上，必須涵蓋龐大的應用範圍。我們必須為使用者設想所有可能的應用方法，並且設計通用的軟體。」
生物學家使用顯微鏡的目標包羅萬象，哈克舉例，掃描大腦切片、觀察單一細胞、監測活體生物都是研究人員可能採納的應用方式，abberior 不僅要確保產品的成像能力可以完成這些任務，在設計操作軟體時更必須將這些應用方式都包含其中。
除了穩定和多元的應用，哈克指出「容易操作」也是商業化的關鍵。透過軟體簡化使用過程，讓買家不必成為儀器專家也能順利操作精密儀器，省下摸索技術的時間。
哈克說，在運用 STED 和 MINFLUX 的超高解析成像之前，使用者需要先在複雜背景中找到他感興趣的結構。因此，abberior 也得在操作軟體中為使用者納入這些功能。
以超解析技術為核心 周邊應用蓬勃的未來
哈克分析，定位精確度可達到 3 奈米以下的 MINFLUX 還相當年輕，技術完成僅二、三年，各種可能的相關應用正待發展。
而 STED 已發展完備 20 年，從最初僅能觀察玻片上的單一細胞，到現在可以觀察活體生物運作中的大腦，許多應用技術都隨著核心的超解析技術出現。最初僅呈現單色螢光的 STED，現在已經能抑制、接收多種波長的光線；更能搭配調適光學配件（adaptive optics）增進成像焦點的深度。
哈克說明，MINFLUX 的定位精準度在數奈米之間，因此發展任何應用都會面對穩定性的挑戰。他說，「機械上的『穩定』是奈米成像必須面對，並會隨時間解決的挑戰。」
隨 MINFLUX 等超高時間-空間解析度的顯微定位技術逐漸成熟，哈克認為未來的光學顯微技術發展將朝向高階應用，直接解決生命科學、醫藥領域的問題。相關的多元應用將會以精密技術為核心快速發展。
在此趨勢下，科學家需要深思染色方法、生物標記結構、超解析資訊的解讀；以及如何將這些超解析技術應用到活體生物上，尤其是在大腦中。哈克說，「MINFLUX 帶來的超精密定位，可以說是一種超能力。我們得要回答的是，這種超能力可以為人類在哪些領域帶來好處？」
