拉曼探針增強拉曼成像 實現(xiàn)細胞器動態(tài)過程分析
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】近日，中國科學技術大學工程科學學院儲·扎克·史密斯(Zachary J. Smith)教授團隊聯(lián)合國內科研團隊利用偶氮增強拉曼探針和線掃描拉曼成像系統(tǒng)實現(xiàn)了細胞器動態(tài)過程的高分辨率、低功耗成像。相關成功發(fā)表于《美國化學學會雜志》。
細胞是生命活動的基本單位。單個細胞之間存在廣泛的異質性，與群體細胞研究相比，單細胞研究可以揭示細胞間異質性，從而在更深層次上探究生命活動的本質和規(guī)律。拉曼成像和拉曼探針是常用的單細胞分析技術，但是兩者都存在一定的缺陷。拉曼成像技術雖然能夠從分子水平獲得細胞的結構和組成信息，但成像時間過長，一幀圖像需要數(shù)小時高激光照度，因此無法分析細胞器的時空演變。而常見的炔烴標記的拉曼探針同樣法滿足高分辨率的快速細胞動態(tài)成像。
研究團隊設計了一種動態(tài)偶氮增強拉曼成像系統(tǒng)，將偶氮增強拉曼探針與自主設計的線掃描拉曼成像系統(tǒng)相結合，實現(xiàn)了對細胞器動態(tài)過程的高分辨率、低功耗快速拉曼成像。偶氮增強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，同時抑制熒光背景，從而將相對拉曼強度提高了3-4個數(shù)量級。偶氮增強拉曼探針對活細胞進行標記之后，線掃描拉曼成像系統(tǒng)就可對該細胞中的線粒體、溶酶體和脂滴等多種細胞器進行快速成像，并獲取全拉曼光譜信息。
單細胞分析可以避免細胞群體研究混淆我們對于細胞異質性的認識。隨著精準醫(yī)療的發(fā)展，單細胞分析技術在生物藥醫(yī)療工程領域發(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)重點研發(fā)計劃中明確寫入了“發(fā)展微生物單細胞成像與物種快速鑒定、單細胞分選和測序技術”，單細胞技術的重要性可見一斑。動態(tài)偶氮增強拉曼成像系統(tǒng)突破了拉曼技術在單細胞研究中的局限，為科學家研究細胞器時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)
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