熒光顯微成像是分子生物學研究的主要手段，然而由于激發光的高光子通量和光毒性，成像總次數受限，因而目前還未能全面揭露細胞內部細胞器的相互作用及動態過程。活細胞的高分辨長時程成像目前仍然是生物學研究中的巨大挑戰，由于軸向掃描速度的限制，三維熒光成像需要更大的激發光子通量，而光漂白效應則極大限制了三維成像的總時長。同時，由于熒光光譜較寬，成像過程中通道數目受限，熒光成像一般僅能同時標記有限種類的分子。而電鏡等輔助成像手段雖可觀察多種細胞器，但僅能提供靜態快照作為輔助。光學衍射層析顯微成像具有光通量低，光毒性小的特點，可有效解決熒光成像遇到的問題。光學衍射層析成像系統中，先前的工作缺少熒光成像作為輔助，衍射層析圖像中的多數結構缺乏標定，僅能進行形態學分析。傳統光學衍射層析成像中，也僅對脂滴、染色體和線粒體進行了結合寬場熒光成像的鑒別標定。 北大研究團隊提出一種結合光學衍射層析顯微成像和結構光照明超分辨熒光成像的雙模態顯微成像方法，用超分辨熒光成像輔助光學衍射層析進行共定位成像。在雙模態成像系統中，光學衍射層析成像具有優異的分辨能力，且無光毒性的限制，因而可以長時間、全面地記錄細胞內各種細胞器間的三維相互作用動態；熒光成像模態可提供分子層面的化學特異性分辨能力，因此成為鑒別無標記成像模態成像結果的重要依據。利用光學衍射層析-結構光照明熒光雙模態成像系統，可開展一系列的活細胞成像研究，并應用于病理診斷、藥理分析、耐藥性研究等。