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全球首創(chuàng)技術(shù)讓生物組織變?yōu)椤安AB(tài)”
2025-08-12 15:32:23
來源:科技日報(bào)  作者: 張佳星

11日,清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院苑克鑫教授團(tuán)隊(duì)全球首創(chuàng)的生物組織透明化處理方法登上國際期刊《細(xì)胞》雜志。該方法能將不透明的生物組織轉(zhuǎn)變?yōu)椤安AB(tài)”,便于顯微鏡等設(shè)備對組織內(nèi)部進(jìn)行高保真三維成像。

據(jù)介紹,生物組織的三維結(jié)構(gòu)承載著豐富的生物信息,但由于其不透明,研究人員通過二維切片獲取組織內(nèi)部信息,即將樣本切成幾十甚至上百層,再逐張拼接還原。

“這不僅耗時(shí)耗力,還會因物理切割造成組織變形或結(jié)構(gòu)斷裂,導(dǎo)致空間信息缺失和誤判?!痹房琐握f,但現(xiàn)有透明化技術(shù)使用化學(xué)方法處理后,會導(dǎo)致組織出現(xiàn)明顯皺縮或泡發(fā),無法呈現(xiàn)生命狀態(tài)下的組織原狀。

為了兼顧透明和無形變,團(tuán)隊(duì)開展跨學(xué)科研究,自主研制出高折射率的離子液體?!盎谠撾x子液體,我們開發(fā)了整套VIVIT組織透明化處理技術(shù),首次將不透光的生物組織在低溫下轉(zhuǎn)變?yōu)椤AB(tài)’?!痹房琐胃嬖V記者,玻璃態(tài)的樣本不會由于形成冰晶對組織造成機(jī)械性損傷,可在-80℃下長期保存,隨用隨取。

論文中展示了嚙齒類、非人靈長類和人類腦組織經(jīng)處理后,神經(jīng)突觸等亞細(xì)胞級精細(xì)結(jié)構(gòu)在顯微鏡下均清晰可見。團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn),離子液體處理后的樣本經(jīng)熒光染料染色后,其信號強(qiáng)度可提升2到30倍。這些為跨尺度進(jìn)行三維數(shù)據(jù)獲取與空間重建奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

基于該項(xiàng)全球首創(chuàng)的技術(shù),團(tuán)隊(duì)在國際上首次實(shí)現(xiàn)單神經(jīng)元水平“輸入—輸出”的準(zhǔn)確鏈接,為深入解析腦功能的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制提供了新的機(jī)遇。結(jié)合團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的重建算法,VIVIT技術(shù)還可構(gòu)建從亞細(xì)胞到全器官的三維圖譜,精準(zhǔn)再現(xiàn)包括細(xì)胞器、神經(jīng)突觸在內(nèi)的精細(xì)結(jié)構(gòu)和位置,為各種器官繪制納米級三維立體“畫像”。

(受訪團(tuán)隊(duì)供圖)

編輯:韓夢晨
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