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近年来,超分辨定位显微成像凭借其约20nm的超高空间分辨率成为细胞生物学、微生物学及神经生物学领域前所未有的工具。在保证该技术的超高空间分辨率的同时,若能大大提高成像视场,将对细胞通讯与细胞信号转导的分子机理研究,如神经回路连接成像等,具有重要的推动作用。遗憾的是,现有的超分辨定位显微成像的视场较小,制约了它的应用范围。因此,本文围绕超分辨定位显微成像中空间分辨率、时间分辨率与成像视场的相互制约关系,分别从如下四个部分展开了研究：(1)超分辨定位显微成像中空间分辨率的决定因素。分析了信号的散粒噪声、像素化噪声和背景噪声的理论模型,并通过仿真和实验,对现有理论模型的准确性和适用范围进行评估。结果表明,在生物成像的条件下,现有弱光探测器的背景噪声模型需要修正,以适应背景噪声与像素尺寸的平方成正比的特征。另外,我们发现,在一定信号(850photons)与背景(3150photon/μm2)水平下,若要定位精度达到20nm,超分辨定位显微成像的最佳像素尺寸为80nm。(2)超分辨定位显微成像中成像视场的决定因素。针对一定时空分辨率下的视场提升要求,对照明模块及探测模块需求进行分析。结果表明：大视场照明需要采用全内反射照明、高入射角照明及高功率光源；而大视场探测则需要高收集效率的光学元件,以及具有高帧频、大像素元阵列的高性能弱光探测器。(3)基于sCMOS相机的超分辨定位成像方法。分析了各种噪声源在单分子成像总噪声中的权重,结果表明：在使用sCMOS相机和信号较强的荧光探针(如d2EosFP)条件下,超分辨定位显微成像的主要噪声来源于信号的散粒噪声。实验演示了sCMOS相机对细胞骨架微丝的超分辨成像,证明了sCMOS相机能够应用到超分辨定位显微成像中。(4)大视场超分辨定位显微成像的初步实现。基于sCMOS相机的并行数据读出优势,我们初步实现了大视场超分辨定位显微成像,其视场得到显著增大(210x185μm2,约40倍提升)。另外,通过研究空间分辨率与成像帧数之间的关系,我们发现,可以在保证一定的空间分辨率与时间分辨率(至少70nm,5s)的同时,实现大视场超分辨定位显微成像。