拉曼探針增強拉曼成像 實現細胞器動態過程分析
【化工儀器網 項目成果】近日，中國科學技術大學工程科學學院儲·扎克·史密斯(Zachary J. Smith)教授團隊聯合國內科研團隊利用偶氮增強拉曼探針和線掃描拉曼成像系統實現了細胞器動態過程的高分辨率、低功耗成像。相關成功發表于《美國化學學會雜志》。
細胞是生命活動的基本單位。單個細胞之間存在廣泛的異質性，與群體細胞研究相比，單細胞研究可以揭示細胞間異質性，從而在更深層次上探究生命活動的本質和規律。拉曼成像和拉曼探針是常用的單細胞分析技術，但是兩者都存在一定的缺陷。拉曼成像技術雖然能夠從分子水平獲得細胞的結構和組成信息，但成像時間過長，一幀圖像需要數小時高激光照度，因此無法分析細胞器的時空演變。而常見的炔烴標記的拉曼探針同樣法滿足高分辨率的快速細胞動態成像。
研究團隊設計了一種動態偶氮增強拉曼成像系統，將偶氮增強拉曼探針與自主設計的線掃描拉曼成像系統相結合，實現了對細胞器動態過程的高分辨率、低功耗快速拉曼成像。偶氮增強拉曼探針是一種新型超靈敏共振拉曼探針，能夠大幅提高拉曼信號，同時抑制熒光背景，從而將相對拉曼強度提高了3-4個數量級。偶氮增強拉曼探針對活細胞進行標記之后，線掃描拉曼成像系統就可對該細胞中的線粒體、溶酶體和脂滴等多種細胞器進行快速成像，并獲取全拉曼光譜信息。
單細胞分析可以避免細胞群體研究混淆我們對于細胞異質性的認識。隨著精準醫療的發展，單細胞分析技術在生物藥醫療工程領域發揮出了越來越重要的作用。“十四五”國家生物醫療產業重點研發計劃中明確寫入了“發展微生物單細胞成像與物種快速鑒定、單細胞分選和測序技術”，單細胞技術的重要性可見一斑。動態偶氮增強拉曼成像系統突破了拉曼技術在單細胞研究中的局限，為科學家研究細胞器時空演變過程提供了有效工具，將為生物醫藥研究提供助力。
(資料來源：科技日報)
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