据New Atlas报道,了解细胞和细菌的微观世界非常重要,但要进行详细研究却很困难,尤其是在不伤害受试者的情况下。洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员现在开发了一种新的显微镜技术,结合了现有的两种技术,使科学家能够建立细胞内部和外部的高清和三维图像。
科学家已经开发出很多不同的显微镜成像技术,但它们都有其优点和缺点。电子显微镜可以揭示标本表面的复杂细节,但它不能用于活细胞,因为电子束的强度会破坏样本。其他方法,如荧光显微镜,不会伤害样本,但要以分辨率为代价。
因此,对于这项新的研究,EPFL的研究人员从开发他们自己的成像技术开始。它是基于现有的一种叫做扫描探针显微镜(SPM)的技术,用探针尖刺入样品以绘制出其表面。然而,这对细胞是侵入性的,所以EPFL团队用一个玻璃纳米孔取代了这种探针,测量离子的流动而不需要接触样品。他们把这种方法称为扫描离子电导率显微镜(SICM)。
该团队将这种新的SICM技术与现有的一种叫做随机光学波动成像的技术结合起来,后者可以窥视细胞内部,观察里面的各种分子和过程。这两种技术结合在一起,使科学家能够同时拍摄细胞内部和外部的高清三维图像。
该研究的作者Samuel Mendes Leitão说:“一个细胞的膜是它与周围环境互动的地方。它是许多生物过程和形态变化发生的地方,比如在细胞感染期间。我们的系统让研究人员分析细胞内的分子排列,并绘制出它们与膜动态的关联。”
也许最重要的是,他们可以随着时间的推移监测过程,从一秒钟以下到数天的规模。在测试中,该团队能够观察哺乳动物细胞的移动、交流、分化、通过其膜吞噬分子以及被细菌感染。
研究人员说,这项新技术将是感染生物学、免疫学和神经生物学的一个非常有用的工具,但也可以在能源科学等其他领域找到用途,以帮助生产太阳能燃料等事情。
相关研究成果发表在《ACS Nano》和《自然通讯》杂志上的两篇论文中。
[来源: cnBeta.COM]
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