科学家们对“革命”这个词持谨慎态度是可以理解的。与科学趋于进步的微小的、附加的步骤相比，动摇既定思想基础的重大突破是罕见的。然而，当德国法兰克福马克斯普朗克生物物理研究所的 Werner Kühlbrandt 在 2014 年写到一项能够以近原子分辨率揭示大型生物分子结构的显微技术的前景时，他选择了“分辨率革命”作为标题1 .

Kühlbrandt 指的是电子冷冻显微镜 (cryo-EM) 的潜力，这是一种向冻结在溶液中的蛋白质发射电子束以揭示其结构的技术。Cryo-EM 只是推动细胞生物学和相关领域快速发展的众多成像工具之一。英国布里斯托大学细胞生物学家、英国学会主席安妮·里德利说：“过去十年来，新技术的出现让我们能够看到以前无法解决的细胞内部事物。”用于细胞生物学。“我们可以看到两种蛋白质是否位于同一个地方，做同样的事情，实时聚集还是分开，了解酶是如何工作的，并以我们以前做梦也想不到的方式获得蛋白质复合物的结构。 ”

自从 16 世纪后期发明了显微镜以来，科学家们一直在改进显微镜，而这一过程在过去十年中显着加快。2014 年诺贝尔化学奖授予了超分辨率荧光显微镜的开发者，2017 年的诺贝尔奖表彰了冷冻电镜的发展。每种显微镜技术的细节差异很大，喜欢它们的科学家子集也是如此。但是，从根本上说，所有这些都是比肉眼更详细地观察细胞的方法。

每种显微镜技术都需要妥协。荧光显微镜，其中荧光分子用于照亮目标蛋白质、细胞或细胞成分，使生物学家能够实时观察活体样本。但由于可见光无法区分距离小于 200 纳米的物体，它本身不足以揭示细胞中称为细胞器的微小功能成分的详细结构。电子显微镜可以实现更高的分辨率，但需要真空，因此不能用于活样品。在现代科学中，细胞生物学家可以使用不断增长的显微镜工具库，这些工具可以单独使用或组合使用，并且比更古老的晶体学技术提供许多改进（参见“行业工具”）。