新成像平台改进细胞结构3D可视化精度

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科技日报北京12月1日电 （记者张梦然）美国莱斯大学团队开发了一种名为单目标倾斜光片3D（soTILT3D）的创新成像平台，在超分辨率显微镜领域取得重大突破。soTILT3D结合了倾斜光片技术、纳米打印微流体系统以及先进计算方法，具备强大的全细胞、多目标成像能力，能改进当前的细胞结构3D可视化精度。该成果发表在最新一期《自然·通讯》杂志上。

在纳米尺度上观察细胞结构对于理解细胞内部复杂的运作机制至关重要，这不仅有助于人们发现健康与疾病状态下的关键细节，还能促进新型靶向治疗的发展及对疾病发生机理的理解。

soTILT3D平台通过其独特的设计和技术整合，极大地提升了成像质量和效率。即便是面对那些传统技术难以处理的样本，它也能展现出细胞结构间精细的相互作用。

具体来说，soTILT3D利用单一目标倾斜光片技术，有选择性地照亮样本的一小部分，有效减少了非焦点区域产生的背景荧光干扰，特别适用于如哺乳动物细胞这样的厚样本成像。此外，该平台集成了特制的微流体系统和金属化微镜，不仅能精准调控细胞外部环境，支持快速更换溶液，而且适合进行无颜色偏移的连续多目标成像，同时允许将光片反射至样本中，确保成像质量。

该平台还应用了包括深度学习在内的高级计算工具，保证长时间内的稳定成像。这一特性使得soTILT3D在处理密集发光点时的速度可达传统方法的十倍以上，大大缩短了捕捉细胞内复杂结构（例如核纤层、线粒体和细胞膜蛋白）详尽图像所需的时间。

soTILT3D平台具备强大的全细胞3D多目标成像能力，可同时追踪细胞内部多种蛋白质的分布情况，并精确测量它们之间的纳米级距离。这意味着，科学家现在能以前所未有的精度和准确性，观察到紧密排列的蛋白质的空间布局，进而获得关于这些蛋白质如何组织以及它们在调控细胞功能中扮演角色的新见解。

该平台的独特优势，在于它能够实现长时间稳定的成像，这对于捕捉细胞内动态过程至关重要。再借助深度学习算法快速准确地分析大数据，就能向人们揭示细胞内部结构间的复杂关系。可以预想，这一成就将加速新型疗法的研发，尤其是针对那些依赖于细胞内部特定分子相互作用的疾病。可以说，细胞成像技术已迈入了一个全新的阶段，其预示着未来生物学研究将更加精细和高效。