如今,將兩種成像技術——其中一種被天文學家所用——結合起來的顯微鏡使研究人員得以捕捉生物體內活細胞的3D視頻。
該方法解決了長期存在的在活體組織內對細胞成像問題。帶領團隊研發上述設備的美國霍華德·休斯醫學研究所珍妮莉婭法姆研究學院物理學家Eric Betzig介紹說,由于光線與不同形狀和物質相互作用的方式不同,試圖獲得位于“鄰居”旁邊的某個細胞的畫面就像在一袋大理石中搜尋目標。為產生清晰的圖像,傳統顯微鏡通常將觀察對象分離出來并將其放在玻璃載片上,或者用可能產生傷害的光線數量“轟炸”它們。
不過,Betzig表示,單獨觀察載片上的細胞就像到動物園里研究獅子的行為。其團隊的技術讓研究人員則能在細胞的自然“棲息地”中觀察它們。Betzig和同事在日前出版的《科學》雜志上報告了這一成果。
為產生位于一群細胞中的免疫細胞的視頻,Betzig和同事避免了傳統顯微鏡采用的強光,因為這會損傷或者殺死活細胞。相反,該團隊利用了一種被稱為晶格層光顯微鏡的技術。該技術通過讓一薄層光線以很高的速度上下通過活體組織,實現細胞損傷的最小化。
為避免細胞周圍環境扭曲視線,研究人員采用了適應性光學儀器。他們的技術基于一種通常被用于校正天文圖像的方法,并且發射通過目標組織的激光。比較光束通過物質前后的表現,使顯微鏡得以克服失真問題并且校正好圖像。
有了這項技術,研究人員可窺探生物體內部,以此前從未見過的分辨率捕捉3D狀態下的細胞互動。雖然Betzig的現有裝置占據了3米長桌子,但其團隊正努力讓它變得更小,并且對用戶更加友好。
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