中國高校科研取得新突破 化學「造鏡」讀透細胞

 【中新社杭州八月十三日電】(曹丹)浙江大學教授馮建東團隊與哈爾濱工業大學教授趙唯淞團隊八月十二日晚間在國際期刊《自然》發表題為「基於化學反應發光的超分辨成像方法」的研究論文──利用化學反應產生的光信號實現超分辨成像,徹底擺脫了傳統顯微鏡對外部光源的依賴。

 傳統光學顯微鏡的分辨率受限於光的波長,無法分辨小於二百納米的細節。此後,突破衍射極限的超分辨熒光顯微鏡應運而生,將光學顯微帶入了納米時代。然而,這類顯微鏡依賴高能激光激發熒光分子,不可避免地帶來光漂白和光毒性問題,活細胞在強光照射下難以長時間存活,「看得清」與「看得久」始終難以兼得。

 馮建東團隊的思路是「向內求索」──既然化學反應和生命體本身就能發光,何不利用這束微弱的光來成像?團隊自二0一八年起持續攻關,二0二一年首次證明了用電化學發光反應實現單分子超分辨成像的可行性,被國際同行評價為「開創了基於化學途徑的超分辨顯微鏡全新成像概念」。在此基礎上,團隊進一步將成像模態從電化學發光拓展至化學發光、生物發光反應體系,建立起通用的化學反應發光超分辨成像框架。

 該研究實現了活細胞多種細胞器的三維、高時空分辨成像,空間分辨率達一百納米,可與當前主流活細胞熒光超分辨技術相媲美。更具突破性的是,由於無需外部激光激發,該方法連續成像時長較同等條件下的熒光技術提升了上百倍。◇