我国学者新技术突破拍出肝癌细胞“超清写真”

2019-04-25

磁共振成像是现代医学重要的检查与诊断手段,但只能达到微米级的空间分辨率。近期,中国科学技术大学杜江峰院士团队与中科院生物物理所徐涛院士团队合作,运用自主研发的新技术平台与方法,成功将原位蛋白质磁成像分辨率推进到了10纳米级别...

  磁共振成像是现代医学重要的检查与诊断手段,但只能达到微米级的空间分辨率。近期,中国科学技术大学杜江峰院士团队与中科院生物物理所徐涛院士团队合作,运用自主研发的新技术平台与方法,成功将原位蛋白质磁成像分辨率推进到了10纳米级别,并拍摄到肝癌细胞的“超清写真”。国际权威学术期刊《科学·进展》日前发表了该研究成果。

  磁共振技术在现代医学中被广泛用于人体组织成像。但传统磁共振技术的空间分辨率在微米级别,无法对人体细胞的内部分子成像。这是由于细胞内的生物分子大小为纳米级别,产生的磁信号非常弱,线圈传感器难以探测。在细胞原位实现生物分子的纳米级磁共振成像和结构解析,一直是国际生物学研究的难题。

  基于多年的持续研究,近期杜江峰院士团队研制出一个新型磁共振成像实验平台,该平台的关键器件“钻石传感器”,能够感应并接收到细胞分子的微弱磁信号,再将磁信号转换成光信号进行成像。

  他们与徐涛院士团队合作,通过“高压冷冻替代法”将活细胞瞬间“冻住”,并用树脂材料包裹起来,用切片法将表面修剪成纳米级平整度。最终,研究人员在磁成像平台上对人的肝癌细胞扫描成像,观测到了细胞内部的铁蛋白,分辨率达到了10纳米,成功拍摄到肝癌细胞的“超清写真”。

  据介绍,此次研究成果为未来实现细胞原位的蛋白质磁共振成像应用打下了良好的技术基础,也为开展细胞原位分子尺度的磁共振谱学研究提供了可能。

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