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北大研究團隊開發活細胞成像新技術

日期: 2014-04-29

2014417日,著名學術期刊《德國應用化學》Angew. Chem.在線發表題為“Live-cell stimulated Raman scattering imaging of alkyne-tagged biomolecules.”的論文。

該研究由beat365官方网站生物動态光學成像中心、工學院黃岩誼課題組與化學學院陳興課題組合作完成。北京大學博士生洪森煉和陳濤為該論文共同第一作者。

該研究開發了一種全新的活細胞成像技術,利用炔基标記手段并巧妙地應用了受激拉曼顯微成像技術,成功實現了對活細胞的脂類、核酸、蛋白質和糖類等關鍵生物分子的特異性、低幹擾的三維成像,突破了成像标記基團的尺寸極限。

生物标記成像是生命科學及醫學研究中的基本工具,但是現有的許多标記手段,例如熒光蛋白和小分子熒光标記等方法,往往對被标記分子的化學和生物學性質産生較大影響,因而有較大的局限性。為了突破這一局限,兩個課題組采用了一個新的生物标記方式。他們将一個簡單的化學鍵——炔基,即碳碳三鍵——标記在特定的生物分子中,利用這一化學健尺寸小(鍵長僅0.12納米)的優勢盡量減少對活細胞等生物體系的擾動,也是目前光學顯微成像标記的尺寸極限。

為了觀測這一标記,他們采用了炔基特征的拉曼散射信号,這一信号正好處于細胞拉曼散射的“靜默區”,可以很好地避免背景信号幹擾;但是這一由化學鍵的振動而産生的信号極其微弱,傳統的拉曼散射檢測手段由于信号采集所需時間太長,無法應用于活細胞上。他們通過受激拉曼散射技術,大大增強了信号強度,從而克服了這一困難,實現了高速、高靈敏的三維活細胞成像。這項工作為活細胞的标記與成像提供了一種全新的技術,有望開啟一系列熒光成像難以實現的研究。

該工作得到了國家自然科學基金委員會和科技部的資助。

論文鍊接:

Senlian Hong, Tao Chen, Yuntao Zhu, Ang Li, Yanyi Huang, Xing Chen. Live-cell stimulated Raman scattering imaging of alkyne-tagged biomolecules. Angewandte Chemie Int. Ed. published online (2014). DOI: 10.1002/anie.201400328