暨南大学成功研发细胞内微透镜：荧光成像所需激发功率减少73%！

随着对内质变化的实时监测和细胞外信号的快速检测的需求增加，大量的生物成像方法已经被开发出来。在过去的几十年里，光学成像技术取得了巨大的进步，尤其是微球辅助技术的出现，它具有出色的信号收集能力，能够与传统的光学显微镜系统进行实时和超分辨率成像。

然而，由于目前大多数微球都是固体和人工合成的材料，它们的生物相容性非常低。幸运的是，对自然界的研究表明，一些生物成分和已经存在的物体可以与光互动，并且能够承担与真正的光学元件相同的功能。

在新近发表在《光科学与应用》上的一篇论文中，由中国暨南大学纳米光子学研究所的李宝军教授领导的研究小组证明，脂滴（Lipid droplet），一种自然存在于细胞中的动态结构，可以作为细胞内微透镜，用于实时监测亚细胞结构和检测细胞外信号。脂滴呈球形，其折射率高于细胞质和周质，表现出透镜效应，可以有效地汇聚激发光和荧光信号。

镜片在接触模式下工作，其中发射的荧光信号的收集效率被脂滴大大增加。因此，荧光成像中所需要的激发功率可以减少73%。在扫描光学镊子的驱动下，脂滴可以在细胞内移动，对活细胞中的微丝、溶酶体和腺病毒进行强化的细胞内荧光成像。此外，由于脂滴与细胞质的折射率对比，脂滴的长焦距可以将荧光增强扩展到非接触模式，增加脂质微透镜成像和检测的距离。

研究员认为，脂滴的透镜效应有望在生物传感、内窥镜分析和单细胞诊断等完全生物兼容的小型化工具中实现应用。脂滴作为细胞内微透镜的使用也为设计和构建多样化的内源性光子设备提供了机会。

该研究论文题为"Lipid droplets as endogenous intracellular microlenses"，已发表在《光：科学与应用》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://www.nature.com/articles/s41377-021-00687-3