隨著實時監(jiān)測內質變化和快速檢測細胞外信號的需求，已經(jīng)開發(fā)了大量的生物成像方法。在過去的幾十年里，光學成像取得了巨大的進步，特別是隨著微球輔助技術的出現(xiàn)，這些技術具有出色的信號收集能力，能夠使用傳統(tǒng)的光學顯微系統(tǒng)進行實時和超分辨率成像。然而，由于目前策略中的大多數(shù)微球都是固體和人工合成材料，因此它們的生物相容性非常低。幸運的是，大自然的教訓表明，一些生物成分和已經(jīng)存在的物體可以與光相互作用，并能夠發(fā)揮與真實光學元件相同的功能。
在新近發(fā)表于Light Science & Application的一篇論文中，由中國暨南大學納米光子研究所的李寶軍、張耀和李玉超教授和應用科學研究所 CNR-ISASI 的 Pietro Ferraro 博士領導的研究團隊和的智能系統(tǒng)公司證明，脂滴是一種天然存在于細胞中的動態(tài)結構，可以充當細胞內微透鏡，用于實時監(jiān)測亞細胞結構和檢測細胞外信號。具有球形形狀和高于細胞質和周質的折射率，脂滴表現(xiàn)出透鏡效應，以有效地會聚激發(fā)光和熒光信號(圖 1)。
為了實現(xiàn)亞細胞結構的細胞內成像，脂質微透鏡以接觸模式工作，其中脂滴大大提高了發(fā)射熒光信號的收集效率。因此，熒光成像所需的激發(fā)功率可降低多達 73%。在掃描光鑷的驅動下，脂滴可以在細胞內移動，對活細胞中的微絲、溶酶體和腺病毒進行增強的細胞內熒光成像(圖 2)。此外，由于脂滴與細胞質的折射率對比，脂滴的長焦距可以將熒光增強策略擴展到非接觸模式，從而增加了脂質微透鏡成像和檢測的工作距離。在非接觸模式下，激發(fā)光被脂滴高度會聚，以增強細胞周圍細胞外環(huán)境的熒光強度。在實驗中，脂質微透鏡實現(xiàn)了對細胞外液中癌細胞熒光信號的有效檢測(圖 3)。
脂滴的透鏡效應有望應用于完全生物相容性的小型化工具，用于生物傳感、內窺鏡分析和單細胞診斷。使用脂滴作為細胞內微透鏡也為設計和構建各種內源性光子器件提供了機會。
標簽：
免責聲明：本文由用戶上傳，如有侵權請聯(lián)系刪除！