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新顯微成像法分辨率可達20納米

發(fā)布人:發(fā)布時間:2024/10/12

新顯微成像法分辨率可達20納米

如果想看到高分辨率物體,例如細胞中的納米級結(jié)構(gòu),就必須使用高功率且昂貴的超分辨率顯微鏡。試想,如果讓物體膨脹變大,那觀察可能就會變得更容易。據(jù)最新一期《自然·方法》雜志報道,美國麻省理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種在成像前先讓組織膨脹的方法,最高可將其擴大20倍。這種簡單且廉價的方法可能為幾乎所有生物學(xué)實驗室實現(xiàn)納米成像鋪平道路。

該技術(shù)實現(xiàn)的分辨率約為20納米,科學(xué)家可以看到細胞內(nèi)的細胞器以及蛋白質(zhì)簇。20倍的膨脹效果讓科學(xué)家“踏入”了生物分子發(fā)揮作用的微觀世界,因為生命的構(gòu)成單元是納米級物質(zhì)。

膨脹顯微成像技術(shù)發(fā)明于2015年。該技術(shù)需要將組織嵌入到一種吸水聚合物中,并分解將組織結(jié)合在一起的蛋白質(zhì)。當(dāng)加入水時,凝膠會膨脹,將生物分子彼此拉開。該技術(shù)的原始版本可以將組織膨大約4倍。2017年,該研究團隊實現(xiàn)了總體20倍的膨脹,但過程十分復(fù)雜。

在這項新研究中,研究人員只用一個步驟就實現(xiàn)了20倍的膨脹。其秘訣就在于,找到并優(yōu)化了一種由N,N-二甲基丙烯酰胺和丙烯酸鈉組成的凝膠。它具有極強吸水性,又具備機械穩(wěn)定性,在膨脹20倍時不會破裂。

借助這一技術(shù),研究人員能夠拍攝到腦細胞內(nèi)部許多微小的結(jié)構(gòu),包括負責(zé)神經(jīng)元通信的突觸納米柱的結(jié)構(gòu)。在癌細胞的研究中,還拍攝到了幫助細胞維持結(jié)構(gòu)并在細胞分裂中發(fā)揮重要作用的微管,以及線粒體和單個核孔復(fù)合體的組織結(jié)構(gòu)。

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