拉曼探针增强拉曼成像 实现细胞器动态过程分析

项目成果近日，中国科学技术大学工程科学学院储·扎克·史密斯(Zachary J. Smith)教授团队联合国内科研团队利用偶氮增强拉曼探针和线扫描拉曼成像系统实现了细胞器动态过程的高分辨率、低功耗成像。相关成功发表于《美国化学学会杂志》。
 　　细胞是生命活动的基本单位。单个细胞之间存在广泛的异质性，与群体细胞研究相比，单细胞研究可以揭示细胞间异质性，从而在更深层次上探究生命活动的本质和规律。拉曼成像和拉曼探针是常用的单细胞分析技术，但是两者都存在一定的缺陷。拉曼成像技术虽然能够从分子水平获得细胞的结构和组成信息，但成像时间过长，一帧图像需要数小时高激光照度，因此无法分析细胞器的时空演变。而常见的炔烃标记的拉曼探针同样法满足高分辨率的快速细胞动态成像。
 　　研究团队设计了一种动态偶氮增强拉曼成像系统，将偶氮增强拉曼探针与自主设计的线扫描拉曼成像系统相结合，实现了对细胞器动态过程的高分辨率、低功耗快速拉曼成像。偶氮增强拉曼探针是一种新型超灵敏共振拉曼探针，能够大幅提高拉曼信号，同时抑制荧光背景，从而将相对拉曼强度提高了3-4个数量级。偶氮增强拉曼探针对活细胞进行标记之后，线扫描拉曼成像系统就可对该细胞中的线粒体、溶酶体和脂滴等多种细胞器进行快速成像，并获取全拉曼光谱信息。
 　　单细胞分析可以避免细胞群体研究混淆我们对于细胞异质性的认识。随着精准医疗的发展，单细胞分析技术在生物药医疗工程领域发挥出了越来越重要的作用。“十四五”国家生物医疗产业重点研发计划中明确写入了“发展微生物单细胞成像与物种快速鉴定、单细胞分选和测序技术”，单细胞技术的重要性可见一斑。动态偶氮增强拉曼成像系统突破了拉曼技术在单细胞研究中的局限，为科学家研究细胞器时空演变过程提供了有效工具，将为生物医药研究提供助力。
 　　(资料来源：科技日报)