項(xiàng)目成果近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院儲(chǔ)·扎克·史密斯(Zachary J. Smith)教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)利用偶氮增強(qiáng)拉曼探針和線掃描拉曼成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞器動(dòng)態(tài)過程的高分辨率、低功耗成像。相關(guān)成功發(fā)表于《美國化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》。
 　　細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位。單個(gè)細(xì)胞之間存在廣泛的異質(zhì)性，與群體細(xì)胞研究相比，單細(xì)胞研究可以揭示細(xì)胞間異質(zhì)性，從而在更深層次上探究生命活動(dòng)的本質(zhì)和規(guī)律。拉曼成像和拉曼探針是常用的單細(xì)胞分析技術(shù)，但是兩者都存在一定的缺陷。拉曼成像技術(shù)雖然能夠從分子水平獲得細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和組成信息，但成像時(shí)間過長，一幀圖像需要數(shù)小時(shí)高激光照度，因此無法分析細(xì)胞器的時(shí)空演變。而常見的炔烴標(biāo)記的拉曼探針同樣法滿足高分辨率的快速細(xì)胞動(dòng)態(tài)成像。
 　　研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種動(dòng)態(tài)偶氮增強(qiáng)拉曼成像系統(tǒng)，將偶氮增強(qiáng)拉曼探針與自主設(shè)計(jì)的線掃描拉曼成像系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對細(xì)胞器動(dòng)態(tài)過程的高分辨率、低功耗快速拉曼成像。偶氮增強(qiáng)拉曼探針是一種新型超靈敏共振拉曼探針，能夠大幅提高拉曼信號，同時(shí)抑制熒光背景，從而將相對拉曼強(qiáng)度提高了3-4個(gè)數(shù)量級。偶氮增強(qiáng)拉曼探針對活細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記之后，線掃描拉曼成像系統(tǒng)就可對該細(xì)胞中的線粒體、溶酶體和脂滴等多種細(xì)胞器進(jìn)行快速成像，并獲取全拉曼光譜信息。
 　　單細(xì)胞分析可以避免細(xì)胞群體研究混淆我們對于細(xì)胞異質(zhì)性的認(rèn)識。隨著精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展，單細(xì)胞分析技術(shù)在生物藥醫(yī)療工程領(lǐng)域發(fā)揮出了越來越重要的作用。“十四五”國家生物醫(yī)療產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中明確寫入了“發(fā)展微生物單細(xì)胞成像與物種快速鑒定、單細(xì)胞分選和測序技術(shù)”，單細(xì)胞技術(shù)的重要性可見一斑。動(dòng)態(tài)偶氮增強(qiáng)拉曼成像系統(tǒng)突破了拉曼技術(shù)在單細(xì)胞研究中的局限，為科學(xué)家研究細(xì)胞器時(shí)空演變過程提供了有效工具，將為生物醫(yī)藥研究提供助力。
 　　(資料來源：科技日報(bào))