新技术可更快捕捉细胞运动瞬间

  浙江大学光电科学与工程学院刘旭教授和匡翠方教授课题组从解决超分辨荧光显微技术存在的瓶颈出发，提出一种新的光学成像技术，能够在短时间内实现生物体内活细胞的三维超分辨率成像，成像结果是多色，且可反映一个较长时间段内的生命活动。相关论文已发表在著名期刊《自然·通讯》上。基于该技术的仪器——多角度干涉显微镜（MAIM）也已制备成功，正在产业化。

  超分辨荧光显微技术使科学家可通过光学显微镜实时追踪样本的生命周期，看到各种生物大分子的运动和变化。但这项获得诺贝尔奖的技术也有其不足，如对荧光染料有特殊的擦除或者开关效应要求，或需要获取成百上千张原始图像以重构超分辨图像，成像时间较长，对于捕捉活细胞的运动瞬间仍旧困难重重。此外，在大多数情况下成像需要很强的激发光，常常会将细胞杀死，且强光照射也会导致荧光分子被快速漂白，无法对活细胞进行长时程成像。

  针对这些难题，浙江大学科研团队提出新型光学成像技术。他们在既有超分辨荧光显微技术的基础上，巧妙地引入多角度全内反射照明，使横向分辨率达100纳米左右，轴向分辨率达40纳米左右，进一步提升了分辨率。课题组还使得三维成像速度大大提升，减少了荧光漂白，利于长时程观测。

  刘旭介绍，该技术为微管、内质网、线粒体和细胞膜等亚细胞器的生物动力学分析提供了有力的研究工具，有助于揭示更多生命内在规律。如过去进行药物效果实验，大多只能通过整体的结果研究来了解药物疗效，而无法研究药物是如何穿透细胞膜，如何运动以及如何相互作用的。未来或可通过MAIM显微镜了解这些动态过程，从而大大提高研究效率。