现代显微镜在很大程度上为我们打开了微观世界，让我们能够看到载玻片上蠕动的细菌。但如果你想在普通光学下看到更小的物体——比如病毒、细胞内部或其他纳米级别的物体——你就运气不佳了。这些物体小于 200 纳米，这被认为是扫描式光学显微镜的分辨率极限，所以只能通过扫描电子显微镜等间接成像设备来观察它们。现在不一样了。Lin Li 和他的同事们报告了一种新方法，使用微小的玻璃球将图像分辨率提高到 50 纳米，打破了光学成像的分辨率极限。
他们的技术发表在《Nature Communications》上，利用了物体附近发出的、通常会完全丢失的“倏逝波”。相反，玻璃球会收集光线并重新聚焦，将其引导到标准的显微镜中。这使得研究人员能够用肉眼看到通常只能通过原子力显微镜或扫描电子显微镜等间接方法才能观察到的细节水平。[BBC News]
这些玻璃球被称为微球——它们是直径约与红细胞相当的微小玻璃球。研究人员将这些微球应用于他们想要观察的物体表面。本质上，这些微球捕捉了通常在到达观察者眼睛之前就会丢失的光线（即倏逝波），从而使 Li 的团队能够克服限制最大可能分辨率的显微镜设备的衍射极限。
显微镜设备的衍射极限限制了可能的最大分辨率。
微球可以放大放置在显微镜载物台上的物体的图像，当物体接触到微球时，会形成“虚像”。… 光学显微镜会放大这些虚像，形成一个大大增强的图像。Li 在一封电子邮件中说：“微球与物体接触，显微镜必须聚焦在物体表面下方才能捕捉到图像。这与显微镜的正常使用方式非常不同。”[Popular Science]
在顶部的图示中，您可以看到这些虚像出现的平面。在这项研究中，Li 的团队对金箔上的微小孔洞或蓝光光盘上的凹槽等结构进行了成像（在左侧的扫描电子显微镜图像和右侧的微球显微镜图像中可见）。但由于这项技术与常规做法截然不同，因此并不容易复制。
马里兰大学的物理学家兼工程师 Igor Smolyaninov（未参与此项研究）曾使用超材料对小至 70 纳米的物体进行成像。他认为这项新成果并不可靠或不真实，但确实认为该技术存在一些局限性。Smolyaninov 说：“他们观察了人造结构。金属线、孔洞之类的。这些不是病毒或细菌，病毒或细菌要难看到得多，因为它们会移动。”“我以前尝试过这样做，但无法确信它是真实的。如果他们能做到，我将非常高兴。”[Wired]
但是，如果 Li 的团队或其他研究人员能够使用该系统窥视病毒
或活细胞，那将是向前迈出的一大步。目前的成像技术不仅是间接的，而且通常会杀死活体样本。Li 说：
“直接观察细胞内部而不（使用染料），以及直接观察活体病毒，可以彻底改变研究细胞的方式，并使我们能够首次近距离检查病毒和生物医学。”[The Independent]
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图片：Nature Publishing Group
