新成像技術有助闡明細胞增長方式
日期：2011-08-30 08:43:13
由伊利諾伊大學電子與計算機工程學教授蓋布利爾·波佩斯庫（Gabriel Popescu音譯）領導的研究小組近日宣布，他們成功開發出一種稱為空間光干涉顯微技術（Spatial Light Interference Microscopy，SLIM）的成像方法。這種方法能夠通過兩束光線來測量細胞質量，從而為有關細胞是以固定速率還是指數方式增長的學術爭論提供新視角。相關論文發表在美國《國家科學院院刊》（PNAS）上。
空間光干涉顯微技術靈敏度非常高，在質量測量上達到了飛克（10-15克）級，而微米尺寸的小水滴重約為1000飛克。用這一技術可以測量單細胞的增長，甚至是細胞內的質量變化；不過，顯然它的應用范圍將是非常廣泛，而不僅限于細胞。
“與其他顯微技術相比，SLIM一個明顯的優勢是，我們可以測量所有類型的細胞——細菌﹑哺乳動物細胞﹑粘連細胞﹑非粘連細胞﹑單個細胞以及細胞群，”論文第一作者Mustafa Mir說，“并且保證獲得信息的精確性。”
不同于其他細胞成像技術，SLIM作為相襯顯微技術和全息成像術的結合體，不需要進行細胞染色等特別的前期準備。由于這一技術無須進入細胞，研究人員得以在自然狀態下對細胞進行研究；它使用白光，同時可以與其他傳統技術相結合，例如熒光，來監控細胞。
“我們可以結合更多的傳統方法，這是因為新技術是顯微鏡的附加功能，”Mir說，“生物學家可以使用原來所有的傳統方法，同時把我們的技術組件加在上面。”
由于SLIM技術的高靈敏度，研究人員可以監控細胞周期內不同階段的情況。他們發現哺乳動物細胞只在G2期（DNA合成期）顯示出清晰的指數方式增長。這一發現不僅對基礎生物學有重要意義，而且對疾病診斷﹑藥物開發和組織工程學同樣意義重大。
研究人員希望能用他們的新技術研究不同的疾病模型。例如，他們計劃以SLIM觀察正常細胞與癌細胞增長的區別，以及醫療對細胞增長速率的影響。
作為貝克曼研究所的成員，Popescu正在推廣SILM技術，他希望該技術能在基礎生物學和臨床醫學研究上廣泛使用。“它可能將應用于生命科學和材料學等多方面，”Popescu說，“就如同Ipad，我們擁有硬件，而有很多應用軟件來供我們解決不同方面的特定問題。”
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