美国麻省理工学院的科学家今天宣布说，运用类似X光CT扫描的方法，他们开发出一种新型成像技术，可在不用荧光标记或其他外加对比试剂的情况下展现活细胞内的任何活动。该技术使人类首次能够对活体细胞在自然状态下的各种功能加以研究。
研究小组负责人、麻省理工学院物理学教授迈克尔•费尔德表示，这项新技术的主要优点是不需要对活体细胞进行任何处理即可开展研究工作，而其他三维成像技术都要对生物样品进行化学或金属化处理，经过冷冻、染色等过程，这些样品处理和固定的步骤有可能改变细胞原来的状态，干扰科学家对细胞自身的运动进行观察。他说，利用这一新技术，研究小组现已得到了宫颈癌细胞的三维图像，细胞内部的详细显微结构一目了然。此外，他们还获得了线虫、蠕虫以及其他几种生物的细胞图像。
研究人员解释说，每一种物质都有一个特定的折射率，光在其中的传播速度与这一折射率有关，同一频率的光波在折射率小的介质中传播速度快，而在折射率大的介质中传播速度慢。由于细胞对大部分可见光的吸收性很差，因而他们可以利用不同材料对可见光具有不同的折射率的性质构建图像。实验中，他们采用了干涉测量法获取数据，将一束光分为两部分，只让其中一部分照射细胞，另一部分作为参考光波，首先获得含有细胞信息的大量二维图像。为了得到三维立体图像，他们再将100组从不同角度获得的二维图像进行组合，经过大约10秒钟的时间就可得到细胞的三维图像。经过不断的技术改进，现在这一成像时间已经缩短到0.1秒。
迈克尔•费尔德表示，目前这项新技术的分辨率为500纳米左右，研究小组将力争使其达到150纳米或者更高，使其能够方便地与电子显微镜配套使用。
由MIT研究者研发成功的一种新型的摄像技术，让科学家获得活细胞的三维图像成为可能。此项技术与医生用X射线CT扫描检查身体有着异曲同工之妙。文章发表在8月12日的在线版《Nature Methods》杂志上。
据MIT的George R. Harrison光谱实验室主任Michael Feld（此项研究的通讯作者）介绍，此项技术可以在无需荧光标记蛋白或其他外加对照试剂的条件下，用于制造出反映活细胞内进展的精细图像。
“这个成果是我多年的梦想，也是我们实验室一直追求的目标，” Feld介绍说，“这是首次实现了研究活体细胞的自然状态。”
通过此项新技术，他的研究小组得到了宫颈癌细胞的三维图像，展示出了细胞的内在结构。此外，他们还用该技术拍摄得到了线虫以及其他几种细胞类型的三维图像。目前，此项新技术的分辨率大约为500nm，研究人员正在努力朝着150nm的目标前进。
作者：
2007-8-15