本研究成果由Qiqi Yang、Akimitsu Narita、Mischa Bonn、Xiaomin Liu等20位学者合作完成，论文题为《Reactivatable stimulated emission depletion microscopy using fluorescence-recoverable nanographene》，于2025年2月在线发表于《Nature Communications》期刊。

重要发现
01纳米石墨烯的光物理特性革新STED原理
传统STED技术的瓶颈在于：
光漂白限制：高强度耗尽光（通常775 nm）永久破坏荧光分子，导致分辨率提升以牺牲成像时间为代价。
环境依赖：抗淬灭剂的使用限制生物应用场景。
DBOV-Mes的引入颠覆了这一局限：
荧光可逆切换机制：
关闭状态：561 nm激发光引发双光子电离，DBOV-Mes释放电子形成非荧光的自由基阳离子（DBOV-Mes⁺）。
开启状态：775 nm耗尽光被DBOV-Mes⁺吸收，触发单光子诱导的电子重组，恢复荧光。

高稳定性：连续7次“开-关”循环后荧光强度无衰减，而传统荧光分子损失超30%。

02ReSTED成像性能验证
实验设计：分辨率提升：DBOV-Mes嵌入聚苯乙烯薄膜后，STED成像分辨率达73nm（共聚焦为119nm），揭示亚微米结构。

长时程3D成像：对玻璃基底裂纹进行1小时三维扫描（层厚0.15μm），荧光保留率超70%，总成像时间73分钟。

生物应用：
标记脂质体药物载体：
新鲜脂质体（直径20-100nm）实现184nm分辨率3D成像。
储存1年的脂质体发生形变（囊泡融合），STED清晰分辨簇状大囊泡。

创新与亮点
01突破性技术将“耗竭光”转化为“再生工具”
传统STED的耗尽光必然导致荧光损失，而ReSTED创新性地利用同一束775nm光同时实现两种功能：
上坡路：对扫描区域进行荧光耗竭（提升分辨率）。
下坡路：对邻近区域进行荧光激活（延长寿命）。

这种“边破坏边修复”的循环机制，使分辨率和成像时间从“二选一”变为“全都要”。

材料科学：纳米级玻璃裂纹的3D演化观测，助力材料失效分析。

成本优势：摆脱商业抗淬灭剂依赖，降低成像成本90%以上。

总结与展望ReSTED技术通过纳米石墨烯DBOV-Mes的光物理特性重塑了STED显微原理，解决了光漂白这一40年未解的难题。

其核心价值在于：
无需抗淬灭剂实现小时级3D成像；
兼容生物环境；
分辨率突破至73nm。

当前限制主要在于水环境中的不完全恢复（电子被水捕获），未来可通过开发水溶性纳米石墨烯（如已报道的氮掺杂DBOV）或优化激光参数（连续光替代脉冲光）进一步突破。随着多色纳米石墨烯（覆盖可见-近红外光谱）的发展，ReSTED有望成为活细胞超分辨成像的通用平台，推动癌症动态追踪、神经突触传输等前沿研究。

DOI:10.1038/s41467-025-56401-z.