三维显微镜定量纳米颗粒细胞内分布分辨率

发布时间：2023-05-10 18:54:38 编辑： 来源：

在俄克拉荷马大学斯蒂芬森生物医学工程学院助理教授Stefan Wilhelm博士的带领下，来自OU，OU健康科学中心和耶鲁大学的Gallogly工程学院的一组研究人员最近在ACS Nano上发表了一篇文章，描述了他们开发超分辨率成像平台技术，以提高对纳米颗粒如何在细胞内相互作用的理解。

随着工程和医疗保健领域的技术驱动能力不断提高，科学家和工程师正在开发新技术，以推动健康的未来。其中一个领域，纳米医学，探索使用纳米颗粒在体内输送药物，以对抗传染病或癌症。

这些纳米药物在细胞，组织和器官中的评估通常通过光学成像进行，其成像分辨率质量可能有限。需要新的成像技术来观察生物组织内3D超微结构环境中的纳米颗粒。

为了在生物样品中看到纳米药物，研究人员要么使用电子显微镜，它提供了出色的空间分辨率，但缺乏3D成像能力，要么使用光学显微镜，它实现了出色的3D成像，但表现出相对较低的空间分辨率， Wilhelm说。

我们证明我们可以以电子显微镜般的分辨率对生物样品进行3D成像。这种技术被称为超分辨率成像，使我们能够看到单个细胞内的纳米药物。使用这种新的超分辨率成像方法，我们现在可以开始跟踪和监测细胞内的纳米颗粒，这是设计更安全，更有效地到达细胞内某些区域的纳米药物的先决条件。

研究人员应用了一种称为扩展显微镜的3D超分辨率成像技术，该技术涉及将细胞嵌入可膨胀的水凝胶中。与尿布中使用的吸水材料一样，水凝胶材料在与水接触时会膨胀到其原始尺寸的20倍。

这种扩展使得使用传统的光学显微镜对横向分辨率约为10纳米的细胞进行成像， Wilhelm说。 我们将这种方法与细胞内金属纳米颗粒成像的方法相结合。我们的方法利用了金属纳米颗粒固有的散射光能力。我们使用散射光对细胞内的纳米颗粒进行成像和量化，而无需任何额外的纳米颗粒标记。

作者认为，他们的超分辨率成像平台技术可用于改进更安全，更有效的纳米药物的工程设计，以推进这些技术在临床中的转化。