瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）開發(fā)了生成細(xì)胞三維（3D）圖像的技術(shù)。

Nanolive公司利用先進(jìn)的軟件，根據(jù)細(xì)胞的折射率信息生成細(xì)胞圖像

Nanolive是從瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）衍生出來(lái)的初創(chuàng)公司，公司推出的CX-A顯微鏡系統(tǒng)是該公司第一款可實(shí)現(xiàn)非侵入式3D成像和自動(dòng)化分析的顯微鏡。

該系統(tǒng)不僅可以用于細(xì)胞健康、增殖、運(yùn)動(dòng)和功能等宏觀細(xì)胞動(dòng)力學(xué)研究，還能夠探索線粒體網(wǎng)絡(luò)等微觀細(xì)胞器動(dòng)力學(xué)和相互作用。

Nanolive公司Mathieu Frechin表示：“通過(guò)我們的顯微鏡，科學(xué)家可以在一系列條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并利用細(xì)胞的折射率生成高質(zhì)量圖像，而無(wú)需添加熒光標(biāo)記。”

該系統(tǒng)利用細(xì)胞的折射率生成細(xì)胞全景圖像，它采用旋轉(zhuǎn)的激光束45°照射樣品，生成的全息信息隨后可以通過(guò)定制軟件編譯成3D圖像。

據(jù)Nanolive介紹，該方法為非侵入式且無(wú)干擾性，旋轉(zhuǎn)掃描可實(shí)現(xiàn)高分辨率3D重構(gòu)。

結(jié)合熒光成像的其他數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)還可以讓科學(xué)家隨著時(shí)間的推移，跟蹤細(xì)胞動(dòng)態(tài)和微細(xì)變化，例如線粒體等亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的膜電位。這些信號(hào)揭示了在藥物或基因突變的反應(yīng)中細(xì)胞結(jié)構(gòu)和活性的細(xì)微變化。

自動(dòng)分析

在2013年Nature Photonics發(fā)表的一篇關(guān)于該技術(shù)基礎(chǔ)研究的論文中，作者稱之為斷層掃描衍射顯微鏡，該技術(shù)結(jié)合了微全息技術(shù)與斷層掃描技術(shù)。在傅里葉域中改變照射角度并測(cè)量入射波在樣品中的衍射，能夠提高系統(tǒng)整體的分辨率，經(jīng)試驗(yàn)表明，當(dāng)采用405納米光源照射時(shí)，橫向分辨率可能達(dá)到90納米。

同年，Nanolive獲得270萬(wàn)瑞士法郎的啟動(dòng)資金，從EPFL分拆出來(lái)獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，Nanolive表示CX-A采用520納米光源，其分辨率可以達(dá)到200納米以下，對(duì)單個(gè)細(xì)胞器進(jìn)行成像。

Nanolive公司評(píng)論稱：“整合全息技術(shù)及旋轉(zhuǎn)掃描技術(shù)為一體，使得Nanolive 3D顯微鏡成為一種革新性的技術(shù)。全息技術(shù)提供了一種獨(dú)特的在細(xì)胞自然生長(zhǎng)環(huán)境下測(cè)量細(xì)胞的方法：無(wú)標(biāo)記、無(wú)侵入性、免處理、無(wú)干擾性。旋轉(zhuǎn)掃描可以實(shí)現(xiàn)3D重構(gòu)，去除噪音和獲得遠(yuǎn)超光學(xué)可接受極限的分辨率。”

該系統(tǒng)的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化分析，具有在同一平臺(tái)內(nèi)編程多個(gè)成像方案的能力，允許用戶并行運(yùn)行不同的應(yīng)用程序。根據(jù)Nanolive稱，該系統(tǒng)每小時(shí)可以收集數(shù)百?gòu)垐D像，并且可以持續(xù)分析數(shù)天或數(shù)周，同時(shí)保證細(xì)胞在生理可控環(huán)境中不受干擾。

Nanolive首席技術(shù)官Sebastien Equis表示：“每一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)都始于前所未有的觀察，我們創(chuàng)造了一種獨(dú)特的工具，可以從宏觀層面的細(xì)胞種群，一直深入探尋到微觀層面單個(gè)細(xì)胞器的生態(tài)系統(tǒng)?！?/p>