新顯微成像法分辨率可達20納米

研究人員發明了膨脹顯微成像技術。這是他們利用這種新技術創建的大腦海馬體神經元圖像。圖片來源：美國麻省理工學院

科技日報北京10月11日電（記者張佳欣）如果想看到高分辨率物體，例如細胞中的納米級結構，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。據最新一期《自然·方法》雜志報道，美國麻省理工學院的研究人員開發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實驗室實現納米成像鋪平道路。

該技術實現的分辨率約為20納米，科學家可以看到細胞內的細胞器以及蛋白質簇。20倍的膨脹效果讓科學家“踏入”了生物分子發揮作用的微觀世界，因為生命的構成單元是納米級物質。

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

在這項新研究中，研究人員只用一個步驟就實現了20倍的膨脹。其秘訣就在于，找到并優化了一種由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，又具備機械穩定性，在膨脹20倍時不會破裂。

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

（原標題：讓細胞組織膨脹后再觀察，新顯微成像法分辨率可達20納米）