虽然现在可以对细胞进行纳米级结构成像，但缺乏对这些区域化学成分的直接记录。贝克曼高级科学技术研究所的科学家发明了一种新技术，能够以无与伦比的清晰度和精确度“看到”人体细胞的复杂细节和化学成分。他们的方法以一种独特且违反直觉的方式进行信号识别。
罗希特·巴尔加瓦 (Rohit Bhargava)，该校生物工程学教授 伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校 领导这项研究的人说， “现在，我们可以比以往更轻松地以更精细的分辨率和重要的化学细节看到细胞内部。这项工作开启了许多可能性，包括一种新的方法来检查控制人类发育和疾病的化学和物理方面的结合。”
这项新工作的灵感来自化学成像的最新进展。
将细胞暴露在红外光下会升高其温度并导致 细胞扩张。我们可以将贵宾犬与公园长椅进行比较，发现没有任何两个物体吸收红外波长的方式相同。夜视镜还显示，较热的物体比较冷的物体产生更强的红外特征。同样的道理 在细胞内，其中几种类型的分子释放特定的化学特征并吸收不同波长的红外光。科学家可以通过光谱分析吸收模式来识别每个人的位置。
科学家们没有将吸收模式作为色谱进行分析，而是用信号检测器来解释红外波：一端固定在显微镜上的微小光束，其细尖像电唱机的纳米级针一样刮擦细胞表面。
细胞扩增后，信号检测器的运动变得更加夸张并产生“噪音”：即妨碍准确化学测量的所谓静电。
巴尔加瓦说， “这是一种直观的方法，因为我们习惯于认为信号越大越好。我们认为红外信号越强，细胞的温度就越高，它膨胀得越多，就越容易被看到。”
巴尔加瓦教授实验室的博士后研究员、该研究的主要作者 Seth Kenkel 说： “这就像打开一个有静电干扰的广播电台的旋钮——音乐变得更大声，但静电噪音也越来越大。”
“换句话来说，无论红外信号变得多么强大，化学成像的质量都无法提高。”
“我们需要一种解决方案来阻止噪音随着信号的增加而增加。”
科学家们没有将精力集中在尽可能最强的红外信号上，而是开始尝试他们可以管理的最小信号，确保他们可以在提高强度之前有效地实施他们的解决方案。
肯克尔 说过, “虽然‘违反直觉’，但从小事做起，让我们能够纪念十年来的光谱研究，并为该领域的未来奠定重要的基础。”
该方法可以在纳米尺度上对细胞进行高分辨率化学和结构成像——尺度比一根链小 100,000 倍。 头发。最重要的是，该技术不含荧光标记或染色分子，以增加其在显微镜下的可见度。
杂志参考：
- 塞思·肯克尔、马克·格里卡等人。通过零偏转红外光谱测量对细胞超微结构进行化学成像。 PNAS。 DOI： 10.1073 / pnas.2210516119
