娱乐资讯--中国科大实现细胞原位铁蛋白分子的纳米磁成像
中安在线、中安新闻客户端讯近日,记者从中国科学技术大学得悉,该校杜江峰院士领导的中科院微观磁共振重点实验室研制成功细胞原位纳米磁共振成像实验平台,与中科院生物物理所徐涛院士合作,实现了对细胞原位铁蛋白份子的磁性成像,将原位蛋白质磁成像分辨率推动到了10纳米。据了解,该方法为量子摹拟方法在化学、生物等相干领域的利用提供了新的技术手段。
在细胞原位实现纳米级份子成像是生物学研究的重要目标之1。在众多成像技术中,磁共振成像技术能够快速、无破坏地获得样品体内的自旋散布图象,已广泛利用在多个科学领域中。特别是在临床医学中,因其对生物体几近无损伤,对疾病的机理研究、诊断和医治起侧重要的作用。但是房屋拆迁政策和补偿,传统的磁共振成像技术使用磁感应线圈作为传感器乡政府无手续强拆合法吗,空间分辨率极限在微米以上,没法进行细胞内份子尺度的成像。
为突破磁共振成像的分辨率极限,杜江峰课题组使用钻石中的氮-空位固态点缺点单自旋作为磁敏感单元,自主研制了细胞原位纳米磁共振成像实验平台。激光、微波对氮-空位单自旋进行操控构成1个量子传感器暴力强拆可以反击吗,能够将细胞内的份子的微弱磁信号转换为光信号从而能够使用单光子探测器进行读出。自制的原子力显微镜实现细胞样品的定位和扫描,首先将样品中的份子靠近钻石传感器至10纳米之内,进而通过空间上的纳米级位置移动实现对细胞内份子的成像。
该工作使用铁代谢和铁蛋白功能研究中的模式细胞——人的肝癌细胞株(HepG2)进行纳米磁成像实验研究。磁性信号来源于铁蛋白份子内的铁离子,在室温下具有顺磁性。首先研究人员使用高压冷冻-冷冻替换方法将活细胞瞬间固定并包埋,然后用切片的方法将细胞剖开,并用基于钻石刀的超薄切片技术将表面修整成纳米级平整度。这时候,存在于细胞内部的蛋白质暴露在细胞剖面上,可以与钻石传感器近距离接触。通过对样品进行扫描,研究人员观测到了细胞内部存在于细胞器中的铁蛋白,分辨率到达了10纳米。为了拓展成像功能,实验小组还发展了电镜-磁关联成像技术,同时使用两种不同的技术手段实现了对同1铁蛋白团簇的观测。
该工作将细胞内蛋白质份子磁成像的空间分辨率提高了近2个数量级,为未来实现细胞原位蛋白质磁共振成像打下了良好的技术基础,也为展开细胞原位份子尺度的磁共振谱学研究提供了可能。(记者聂静洁)
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