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“鉆石傳感器” 給肝癌細(xì)胞拍“超清寫(xiě)真”

關(guān)鍵詞 鉆石 , 傳感器|2019-04-28 09:11:54|來(lái)源 中國(guó)新聞網(wǎng)
摘要 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)23日消息:該??蒲腥藛T與合作者利用自主研制的“鉆石傳感器”,能給肝癌細(xì)胞拍“超清寫(xiě)真”,且分辨率達(dá)到了10納米。這一研究成果發(fā)表在2019年4月出版的國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)...

       中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)23日消息:該??蒲腥藛T與合作者利用自主研制的“鉆石傳感器”,能給肝癌細(xì)胞拍“超清寫(xiě)真”,且分辨率達(dá)到了10納米。

       這一研究成果發(fā)表在2019年4月出版的國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·進(jìn)展》上。

       據(jù)介紹,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)杜江峰院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制出細(xì)胞原位納米磁共振成像實(shí)驗(yàn)平臺(tái),與中科院生物物理所徐濤院士團(tuán)隊(duì)合作實(shí)現(xiàn)以上成果。

       現(xiàn)代醫(yī)學(xué)廣泛使用磁共振技術(shù),但傳統(tǒng)磁共振技術(shù)的空間分辨率在微米級(jí)別以上,無(wú)法對(duì)人體細(xì)胞內(nèi)部納米級(jí)別的分子成像。

       據(jù)介紹,細(xì)胞內(nèi)的生物分子產(chǎn)生的磁信號(hào)非常弱,線圈傳感器探測(cè)不了,拍不出“高清照片”,看不到單分子結(jié)構(gòu)。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)解析一直是生物學(xué)研究的“皇冠”難題。

       今年,杜江峰院士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)自主研制出納米磁共振成像實(shí)驗(yàn)平臺(tái),能搭載著細(xì)胞樣品,精準(zhǔn)地靠近該平臺(tái)的關(guān)鍵器件——“鉆石傳感器”。為方便“鉆石傳感器”收集磁信號(hào),細(xì)胞樣品在懸臂梁的帶領(lǐng)下,結(jié)合原子力顯微鏡的掃描方法,在空間上鉆石傳感器以納米級(jí)別的位移“走遍”整個(gè)細(xì)胞剖面,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞內(nèi)分子的成像。

       這個(gè)納米磁共振成像實(shí)驗(yàn)平臺(tái),要“診斷”的“病人”是人的肝癌細(xì)胞株(HepG2)。細(xì)胞內(nèi)的鐵蛋白分子中含有鐵離子,其在室溫下具有順磁性,在納米磁共振成像實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,它發(fā)出的磁信號(hào)可以被“鉆石傳感器”探測(cè)到。

       為了讓鐵離子得到準(zhǔn)確地檢查,研究人員通過(guò)高壓冷凍替代方法將活細(xì)胞瞬間“凍住”,并用樹(shù)脂類材料包裹起來(lái),再用切片的方法將表面修剪成納米級(jí)平整度,保證鐵離子還存在于原有的系統(tǒng)中。

       最終,研究人員觀測(cè)到了細(xì)胞內(nèi)部存在于細(xì)胞器中的鐵蛋白,而且分辨率達(dá)到了10納米。

 

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