新技術(shù)拍出肝癌細(xì)胞“超清寫真”

磁共振成像是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)重要的檢查與診斷手段，但只能達(dá)到微米級(jí)的空間分辨率。近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)杜江峰院士團(tuán)隊(duì)與中科院生物物理所徐濤院士團(tuán)隊(duì)合作，運(yùn)用自主研發(fā)的新技術(shù)平臺(tái)與方法，成功將原位蛋白質(zhì)磁成像分辨率推進(jìn)到了10納米級(jí)別，并拍攝到肝癌細(xì)胞的“超清寫真”。國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·進(jìn)展》發(fā)表了該研究成果。

磁共振技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中被廣泛用于人體組織成像。但傳統(tǒng)磁共振技術(shù)的空間分辨率在微米級(jí)別，無法對人體細(xì)胞的內(nèi)部分子成像。這是由于細(xì)胞內(nèi)的生物分子大小為納米級(jí)別，產(chǎn)生的磁信號(hào)非常弱，線圈傳感器難以探測。在細(xì)胞原位實(shí)現(xiàn)生物分子的納米級(jí)磁共振成像和結(jié)構(gòu)解析，一直是國際生物學(xué)研究的難題。

基于多年的持續(xù)研究，近期杜江峰院士團(tuán)隊(duì)研制出一個(gè)新型磁共振成像實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)的關(guān)鍵器件“鉆石傳感器”，能夠感應(yīng)并接收到細(xì)胞分子的微弱磁信號(hào)，再將磁信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)進(jìn)行成像。

他們與徐濤院士團(tuán)隊(duì)合作，通過“高壓冷凍替代法”將活細(xì)胞瞬間“凍住”，并用樹脂材料包裹起來，用切片法將表面修剪成納米級(jí)平整度。最終，研究人員在磁成像平臺(tái)上對人的肝癌細(xì)胞掃描成像，觀測到了細(xì)胞內(nèi)部的鐵蛋白，分辨率達(dá)到了10納米，成功拍攝到肝癌細(xì)胞的“超清寫真”。

據(jù)介紹，此次研究成果為未來實(shí)現(xiàn)細(xì)胞原位的蛋白質(zhì)磁共振成像應(yīng)用打下了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，也為開展細(xì)胞原位分子尺度的磁共振譜學(xué)研究提供了可能。