前所未有的活细胞3D图像以及内部分子的详细信息新成像方法的艺术表现形式
具有中红外光热效应的生化定量相成像。
©2020 s-graphics.co.jp，CC BY-NC-ND。
大阪大学的合作者
东京大学的其他系
日本科学技术厅也为这项研究做出了贡献。
活细胞的内部
使用日本研究人员开发的新技术，可以在自然状态下比以前更详细地看到图像。
这一进展应有助于揭示医学奥秘的复杂而脆弱的生物学相互作用，例如干细胞如何发育或如何更有效地递送药物。
“我们的系统基于一个简单的概念，这是它的优势之一，”
东京大学光子科学与激光技术研究所的教授Ideguchi Takuro说。
Ideguchi小组的研究结果最近发表在了光学学会的研究期刊Optica中。
新方法也
具有不需要杀死细胞，用强光破坏细胞或将荧光标签人工附着到特定分子的优点。
技术
结合了两个现有的显微镜工具并同时使用它们。可以将这些工具的组合简单地视为一本着色书。
Ideguchi说：“我们收集了细胞的黑白轮廓，并在不同类型的分子所处位置的细节上进行了虚拟着色。”
定量相显微镜
使用光脉冲收集有关电池黑白轮廓的信息，并测量光波穿过样品后的位移。
该信息用于重建单元内部主要结构的3D图像。
分子振动成像
使用中红外光脉冲提供虚拟颜色，为特定类型的分子增加能量。
多余的能量会导致分子振动，从而加热周围的环境。研究人员可以选择使用不同波长的中红外光来提高特定类型化学键的温度。
研究人员
在关闭中红外光的情况下拍摄细胞的定量相显微镜图像，并打开它的图像。
然后，这两个图像之间的差异既揭示了细胞内部主要结构的轮廓，又揭示了红外线所针对的分子类型的确切位置。
研究人员
将他们的新组合成像方法称为具有中红外光热效应的生化定量相成像。
“当我们第一次观察到蛋白质的分子振动信号特征时，我们印象深刻，当这种蛋白质特异性信号出现在与核仁相同的位置时，我们会感到更加兴奋，核仁是一种预期会有大量蛋白质的细胞内结构，”他说。出江口。
出出口的团队
希望他们的技术可以使研究人员确定单细胞内分子基本类型的分布。
主要结构的定量相显微镜概述
在使用不同波长的光来专门针对蛋白质，脂质（脂肪）或核酸（DNA，RNA）时，可能会显色。
目前，
拍摄一张完整的图像可能需要50秒或更长时间。
研究人员有信心可以加快这一过程
对其工具进行了简单的改进，包括更高功率的光源和更灵敏的相机。
东京大学