Science子刊：活體細胞新成像技術

　　通常，高分辨率成像前細胞必須經過切片切塊、脫水、涂抹有毒染料或嵌入樹脂等處理操作，觀察時細胞肯定早就死了。盡管在成像方面科學家們已經取得了很大突破，但目前沒有一種方法能兼得高分辨率、高靈敏度和活體亞細胞結構成像。

　　熒光顯微鏡和共聚焦顯微鏡雖然能監測細胞內生物相互作用，但其空間分辨率很低，而且需要侵入性染料或標記來增強對比度以突出生物組織內結構。光波和聲波成像無法觀察低于幾百納米的細微結構。掃描探針顯微鏡雖然空間分辨率很高，但只能識別細胞表面結構而非細胞內部事件。

　　如果追求高分辨率只能用死細胞（比如電子顯微鏡），相當于觀察細胞事件的一個靜態版本。像代謝反應或疾病治療反應等需要動態觀察的，傳統高分辨率顯微成像就束手無策了。

　　“亞細胞組成和結構對復雜細胞機器和系統生物學的行為通常會產生深遠影響，”西北大學的Gajendra Shekhawat說。“但是，鑒于活細胞非常脆弱，要想解開它們內部結構和組分非常具有挑戰性。”

　　如今，Shekhawat和西北大學的材料科學與工程教授Abraham Harris等人開發了一種新型非入侵式成像系統，采用超生探針，結合超聲波技術和原子力顯微鏡，它可以在納米尺度觀察活細胞的機械性能變化。

　　這項研究成果最近被《Science Advances》雜志收錄，Shekhawat是本文的共同一作也是文章的通訊作者。

　　團隊使用超聲探針，深層次地表征細胞內部特征。它的原子力顯微鏡探頭提供了高靈敏度和超聲波分散的機械性對比度。

　　這種先進的非入侵性方法可為早期診斷以及治療策略制定提供更詳細的線索。研究團隊計劃擴大這項技術在多方面生物醫學領域的應用，例如皮膚、牙釉質、骨骼等軟組織的納米機械性能，為這些組織提供納米水平的三維結構參考圖。

　　由于它可以實時監測細胞內部變化，還可用于檢測細胞在癌變情況下的納米結構和機械性能變化，拓展人類對癌細胞的基本認識。