来自美国霍华德休斯医学研究所Janelia研究园、中国科学院生物物理研究所、美国国立科学研究院、哈佛医学院等的科学家们，借助其发展的新光学超分辨率成像技术，在前所未有的高分辨率条件下研究了活体细胞内的动态生物过程。他们的新方法显著提高了结构光照明显微镜(SIM)的分辨率，一种最适合活体超分辨成像的技术。新技术所拍摄的视频生动地展现了细胞内蛋白质的运动和相互作用。
它们帮助生物学家理解细胞是怎样改变它们之间的依存结构，以及重整细胞膜结构使得细胞外的分子可以被吸收到细胞内。
Betzig和其他两位科学家因为发展超分辨率荧光显微镜而被授予2014年诺贝尔化学奖。他说道，SIM显微镜技术之所以没有得到像其它方法那样多的关注，是因为其它技术能够提供比两倍更高的分辨率改进效果。但是，他强调SIM拥有两大其它的超分辨率方法所没有的优势。
这些其它方法包括了两种去年获得诺贝尔奖表彰的技术：他和同事Harald Hess于2006年开发的光激活定位显微镜（PALM），和受激辐射耗尽（STED）显微镜。但是，这两种技术都需要过多或过强的光来照明样品，以至于荧光蛋白很快被漂白，细胞样品很快被损害，从而不可能长时间进行成像。然而，SIM在这些方面不一样，“我爱上了SIM，因为它的速度很快，而且它所需的照明光强度远远小于其它方法。
” Betzig说道。
Betzig在2011年Mats Gustafsson去世后不久开始与SIM相关的研究。Gustafsson是SIM技术的先驱之一，生前也是Janelia的研究员。Betzig那时已经深信SIM有潜力为解析细胞内部的工作机理提供重要的见解，如果SIM的空间分辨率可以被提高，它对于生物研究的可用性将被大大增强。
在生前，Gustafsson和博士生Hesper Rego发展了一种利用饱和耗尽（saturated depletion）的非线性SIM技术，但这种技术在改进分辨率的同时需要使用很多的光照并且散失了SIM成像速度快的优势。Betzig想到了一种可以避免这些缺陷的方法。
该成像技术（PANL-SIM）的实现需要一类能被反复光激活的荧光蛋白。
合作者生物物理所徐平勇课题组发展了一种新型反复光激活荧光蛋白Skylan-NS，对比现有的其它反复光激活的荧光蛋白，该蛋白具有高对比度、高光学稳定性等特性。“Skylan-NS显著改进了这些对非线性SIM来说至关重要的特性，使得我们在技术方面的创新能够体现得淋漓尽致。回顾超分辨率显微镜的发明和发展过程，新颖的荧光探针一直扮演关键角色，在这一工作中也不例外。”李栋说道。
在Science论文中利用该探针和结构光激活非线性SIM技术获得了在细胞运动和改变形状的过程中骨架蛋白的解体和自身再组装过程，以及在细胞膜表面的叫做caveolae的微小内吞体动态过程的影像。此外，Betzig的团队还利用了已经商业化的高数值孔径物镜将传统SIM的空间分辨率提高到84纳米。高数值孔径限制了被光照明的样品范围，从而降低了光对细胞以及荧光蛋白分子的损伤。
这一方法可以同时对多个颜色通道进行成像，使得科学家们可以同时跟踪几种不同蛋白质的活动。