在光学显微领域的探索中，传统的激光共聚焦和多光子显微技术虽然在清晰度上独树一帜，但它们在X-Y平面的分辨率上却有着明显的局限。然而，20世纪90年代，科学界迎来了革命性的突破，三项超高分辨率技术——STED、STORM（Single Molecule Localization Microscopy，单分子定位显微术）和PALM（Photoactivatable Localization Microscopy，光激活定位显微术）应运而生，它们挑战了物理学的极限，为生物医学研究开辟了新的视野。
STED，即Stimulated Emission Depletion Microscopy，通过激发损耗显微镜，利用第二个激光脉冲抑制荧光，实现了令人惊叹的20纳米分辨率。这种技术巧妙地抑制了非目标区域的荧光信号，从而揭示了前所未有的细节。
相比之下，STORM和PALM则采用了随机光学重建策略。STORM利用光开关荧光蛋白（PAFPs）在特定波长下的荧光行为变化，通过多次荧光开关周期来构建超分辨率图像。而PALM则以精确定位单个荧光源为基石，虽然在X-Y平面上能达到约20纳米的分辨率，但在深度方向上稍逊色，约为50纳米。尽管时间分辨率较低，但这些技术在单分子追踪和生物标本的精细分析上展现出了卓越能力。
虽然SIM（Structured Illumination Microscopy，结构光照明显微镜）和SSIM（Saturated Structured Illumination Microscopy，饱和结构光照明显微镜）在理论上提供了无限提升分辨率的可能性，但实际操作中它们面临光强度管理和选择性增强的挑战。SSIM尤其在亚衍射特征的利用上达到了50纳米的分辨率，但同时也伴随着光毒性的问题。
STED、STORM/PALM、SIM/SSIM作为成熟的远场成像技术，与激光共聚焦显微镜一起构成了高分辨率光学显微领域的基石。它们各有优劣，适应不同的研究场景。例如，共聚焦显微镜尽管在活细胞研究中表现出色，但分辨率受限；STED则在提高分辨率的同时，也增加了操作的复杂性。而SIM/SSIM在理论上的无限潜力，需要在实践中权衡光强度和选择性的影响。
技术的发展和应用潜力，往往取决于实践中的具体需求和挑战。正如图4所示（图4：主要高分辨率光学成像分辨率比较（PSF决定分辨率，改编自Schermelleh L, et al. The Journal of Cell Biology, 2010,190(2): 165-175）），这些技术的分辨率界限和对比，为我们提供了深入理解和探索微观世界的强大工具。