科技日報北京12月1日電 （記者張夢然）美國萊斯大學團隊開發(fā)了一種名為單目標傾斜光片3D（soTILT3D）的創(chuàng)新成像平臺，在超分辨率顯微鏡領(lǐng)域取得重大突破。soTILT3D結(jié)合了傾斜光片技術(shù)、納米打印微流體系統(tǒng)以及先進計算方法，具備強大的全細胞、多目標成像能力，能改進當前的細胞結(jié)構(gòu)3D可視化精度。該成果發(fā)表在最新一期《自然·通訊》雜志上。
在納米尺度上觀察細胞結(jié)構(gòu)對于理解細胞內(nèi)部復雜的運作機制至關(guān)重要，這不僅有助于人們發(fā)現(xiàn)健康與疾病狀態(tài)下的關(guān)鍵細節(jié)，還能促進新型靶向治療的發(fā)展及對疾病發(fā)生機理的理解。
soTILT3D平臺通過其獨特的設(shè)計和技術(shù)整合，極大地提升了成像質(zhì)量和效率。即便是面對那些傳統(tǒng)技術(shù)難以處理的樣本，它也能展現(xiàn)出細胞結(jié)構(gòu)間精細的相互作用。
具體來說，soTILT3D利用單一目標傾斜光片技術(shù)，有選擇性地照亮樣本的一小部分，有效減少了非焦點區(qū)域產(chǎn)生的背景熒光干擾，特別適用于如哺乳動物細胞這樣的厚樣本成像。此外，該平臺集成了特制的微流體系統(tǒng)和金屬化微鏡，不僅能精準調(diào)控細胞外部環(huán)境，支持快速更換溶液，而且適合進行無顏色偏移的連續(xù)多目標成像，同時允許將光片反射至樣本中，確保成像質(zhì)量。
該平臺還應用了包括深度學習在內(nèi)的高級計算工具，保證長時間內(nèi)的穩(wěn)定成像。這一特性使得soTILT3D在處理密集發(fā)光點時的速度可達傳統(tǒng)方法的十倍以上，大大縮短了捕捉細胞內(nèi)復雜結(jié)構(gòu)（例如核纖層、線粒體和細胞膜蛋白）詳盡圖像所需的時間。
soTILT3D平臺具備強大的全細胞3D多目標成像能力，可同時追蹤細胞內(nèi)部多種蛋白質(zhì)的分布情況，并精確測量它們之間的納米級距離。這意味著，科學家現(xiàn)在能以前所未有的精度和準確性，觀察到緊密排列的蛋白質(zhì)的空間布局，進而獲得關(guān)于這些蛋白質(zhì)如何組織以及它們在調(diào)控細胞功能中扮演角色的新見解。
該平臺的獨特優(yōu)勢，在于它能夠?qū)崿F(xiàn)長時間穩(wěn)定的成像，這對于捕捉細胞內(nèi)動態(tài)過程至關(guān)重要。再借助深度學習算法快速準確地分析大數(shù)據(jù)，就能向人們揭示細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)間的復雜關(guān)系。可以預想，這一成就將加速新型療法的研發(fā)，尤其是針對那些依賴于細胞內(nèi)部特定分子相互作用的疾病。可以說，細胞成像技術(shù)已邁入了一個全新的階段，其預示著未來生物學研究將更加精細和高效。
