福利姬 自慰
传统的细胞纳米结组成像不竭依赖精粹且高性能的超鉴识率显微镜。行动一种替代决策，MIT的征询东谈主员诱惑了一种通过扩展组织来杀青成像的设施，这使得他们大致使用凡俗的光学显微镜杀青纳米级鉴识率。
在该期间的最新版块中，征询东谈主员不错一步杀青组织20倍的扩展。这种简陋而低价的设施将使确切统共的生物本质室皆能进行纳米级成像。
“这确凿进步了成像期间，”MIT的Novartis化学培育，同期亦然MIT和哈佛大学Broad征询是以及MITKoch癌症征询所成员的LauraKiessling暗示。“曩昔，若是你念念看到高鉴识率的细节，就需要相配精粹的显微镜。而当今，这种新期间让你不错用凡俗显微镜不雅察到那些不竭看不到的渺小结构。它大大裁减了成像的本钱，因为你无需依赖精粹的专科建立就能看到纳米级的细节。”
通过该期间杀青的鉴识率约为20纳米，足以让科学家不雅察到细胞内的细胞器和卵白质簇。
“20倍的扩展照旧达到了生物分子作用的边界。人命的组成基础是纳米级的东西：生物分子、基因和基因家具。”MIT的Y.EvaTan神经期间培育EdwardBoyden说。他同期亦然生物工程、媒体艺术与科学、以及大脑与贯通科学的培育，霍华德休斯医学征询所的征询员，且是MITMcGovern脑征询所和Koch癌症征询所的成员。
Boyden和Kiessling是这项新征询的资深作家，该征询今天发表在《NatureMethods》杂志上。MIT征询生ShiweiWang和TayWonShin（2023年得回博士学位）是该论文的主要作家。
一次性扩展
Boyden的本质室在2015岁首次发明了扩展显微术。这种期间将组织镶嵌到一种吸水性团聚物中，并冲突那些不竭将组织轮廓畅达在一谈的卵白质。当加入水后，凝胶会延迟，并将生物分子相互分开。
发轫版块的期间不错将组织扩展约四倍，得回约70纳米鉴识率的图像。在2017年，Boyden的本质室对这一过程进行了改变，通过增多第二次扩展门径，杀青了总体20倍的扩展，从而得回了更高的鉴识率，但这一过程也更为复杂。
“咱们之前诱惑过几种20倍扩缓期间，但皆需要屡次扩展门径。”Boyden说，“若是大致在一次扩展中杀青这一进程的扩展，那将大大简化操作历程。”
通过20倍扩展，征询东谈主员不错使用凡俗光学显微镜将鉴识率降至约20纳米，从而大致不雅察到微管、线粒体等细胞结构以及卵白质簇。
在这项新征询中，征询团队尝试通过单步操作杀青20倍的扩展。为此，他们需要找到一种既高度吸水又具有机械牢固性的凝胶，确保在扩展20倍时不会破裂。
他们使用了由N，N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）和丙烯酸钠制成的凝胶。这种凝胶不同于传统扩缓期间中需要添加交联分子的凝胶，能自行酿成交联，且机械性能更强。此前，这类凝胶曾用于扩展显微术，但只可扩展约10倍。MIT团队优化了凝胶配方和团聚过程，使其愈加踏实，大致杀青20倍扩展。
为了进一步增强凝胶的牢固性和可叠加性，征询东谈主员在凝胶酿成之前先去除了团聚物溶液中的氧气，以耀眼交联反映的干豫。这个门径通过向团聚物溶液中通入氮气完成，取代了系统中的大部分氧气。
凝胶酿成后，将组织里面的卵白质键断裂，再加水使其延迟。扩展完成后，野心卵白质即可被标记并成像。
“比较其他超鉴识率期间，这种设施可能需要更多的样品制备，但在实质成像过程中，尤其是进行三维成像时，它要简陋得多。”Shin说，“咱们在论文中详实记载了操作门径，方便读者草率使用。”
成像渺小结构
愚弄这一期间，征询东谈主员得手成像了好多脑细胞内的渺小结构，包括被称为突触纳米柱的结构。这些卵白质簇以特定样貌成列在神经元的突触处，使神经元大致通过分泌如多巴胺等神经递质进行交流。
金先生 偷拍在癌细胞的征询中，征询东谈主员还不雅察到了微管——这些中空的管状结构匡助细胞保抓步地，并在细胞分裂中起着环节作用。他们还得手成像了线粒体（细胞的能量生成器），致使还看到了单个核孔复合体（章程参预细胞核的卵白质簇）的组织结构。
Wang现时正在使用这种期间成像细胞名义的糖类化合物（糖链），这些分子匡助细胞与外界环境互相作用。这一设施也可用于成像肿瘤细胞，使科学家们大致以前所未有的轻佻样貌不雅察这些细胞里面的卵白质组织结构。
征询团队但愿任何生物本质室皆能以较低本钱使用它，由于该期间使用的是圭臬的现成化学品和常见建立（如共聚焦显微镜和手套箱）。
“咱们但愿通过这项新期间，任何生物学本质室皆能使用现存的显微镜，应用这个公约来得回仅使用相配精粹且专科的顶尖显微镜能力达到的鉴识率。”Wang说。
该征询由好意思国国立卫生征询院、MIT总统征询生奖学金、好意思国国度科学基金会征询生奖学金、OpenPhilanthropy、GoodVentures、霍华德休斯医学征询所、LisaYang、AsharAziz和欧洲征询理事会部分资助福利姬 自慰。