近日，來(lái)自北京大學(xué)、寧波東方理工大學(xué)和悉尼科技大學(xué)的研究人員聯(lián)合研發(fā)的新型成像技術(shù)登上《Nature Communications》期刊，該技術(shù)通過(guò)結合超分辨率成像與人工智能，首次實(shí)現了活細胞內15種亞細胞結構的精準可視化，突破傳統顯微鏡局限，為病理機制研究開(kāi)辟全新路徑。
“這就像是在夜晚乘坐飛機飛過(guò)城市，觀(guān)察所有實(shí)時(shí)互動(dòng)，”悉尼科技大學(xué)的杰出教授金大勇表示，“這項尖端技術(shù)將為我們理解細胞內部復雜世界的探索打開(kāi)新的大門(mén)。”
許多健康問(wèn)題源于細胞內部的問(wèn)題。通過(guò)可視化細胞過(guò)程，科學(xué)家將能更好地理解機體問(wèn)題的根本原因，從而推動(dòng)相關(guān)解決方案的發(fā)展。
新技術(shù)克服了當前用以可視化活細胞內結構的一些關(guān)鍵問(wèn)題。“當前工具如熒光顯微鏡在分辨率方面存在局限，這使得我們難以觀(guān)察到細胞內微小結構或追蹤詳細的細胞過(guò)程，”金教授說(shuō)道。
他補充說(shuō)：“傳統方法還可能導致光毒性和光漂白——因光照造成的細胞損傷，并且因顏色數量的限制，難以同時(shí)展示細胞內的多個(gè)結構。”
這一突破不僅通過(guò)使用單一染料標簽克服了多種顏色的限制，還顯著(zhù)加快了成像過(guò)程。高分辨率圖像精準捕捉了細胞器（細胞區室）之間的差異，實(shí)質(zhì)上充當了“光學(xué)指紋”。該技術(shù)還具有高度的適應性，可應用于各種顯微鏡、細胞類(lèi)型，甚至復雜的活體組織。
這種適應性使得科學(xué)家能夠在細胞分裂的不同階段探索和理解活細胞的三維結構，并觀(guān)察細胞內部各區室之間的快速互動(dòng)。金教授表示，研究團隊目前正與多家研究機構合作，探索其細胞行為中的應用。未來(lái)，該項技術(shù)或將開(kāi)啟人類(lèi)認識生命的全新維度。
雜志：Nature Communications
DOI：10.1038/s41467-025-57877-5
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