洛桑联邦理工学院
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例如，通过结合两种显微镜方法，EPFL的研究人员能够同时看到细胞内部和细胞膜上发生的事情，从而对感染过程中发生的细胞过程有了前所未有的了解
细胞是生物体的基本组成部分，是许多复杂生物现象的宿主
研究人员需要能够详细研究这些现象，以便理解某些种类的障碍和疾病，然后开发有效的治疗方法
但是在微米或纳米尺度上有效观察活细胞仍然是一个挑战
通过结合两种不同的显微镜方法，来自两个不同实验室的EPFL研究人员联合开发了一种系统，可以用来以无与伦比的精度观察活细胞的活动
他们的发现发表在两篇文章中:一篇发表在7月的《自然通讯》上，另一篇发表在今天的《美国化学学会纳米》上
EPFL生物和纳米仪器实验室(LBNI)负责人Georg Fantner说:“目前可用的方法在如此精细的水平上观察活细胞带来了许多技术挑战。”
“电子显微镜等技术可以在纳米尺度上实现无与伦比的细胞表面分辨率，但这需要将样品置于真空中并用电子轰击它们
活的生物体根本无法在这种治疗下存活
另一种常见的方法是荧光显微术
虽然它可以让你在不破坏样品的情况下观察样品，但是要有足够的分辨率来分辨细胞的三维表面是很困难的
此外，所需的光子剂量会导致细胞损伤
" 因此，EPFL的研究人员决定将两个互补的显微拷贝结合起来，观察细胞表面和细胞内部的分子活动，这对于活细胞来说是微创的
他们将随机光学波动成像(SOFI)与扫描探针显微镜(或更具体地说，扫描离子电导显微镜——SICM)结合起来，前者可用于观察细胞内发生的目标分子和现象
扫描探针显微术通常包括用探针头直接接触细胞样品，以揭示其表面并绘制其形貌图
然而，样品和针尖之间的机械接触对活细胞的观察是有害的，因为它扰乱了细胞的自然状态
因此，EPFL团队开发了一种显微镜，用玻璃纳米孔代替物理探针，测量离子流量，从而检测细胞表面，而不需要接触
学分:洛桑联邦理工学院 这都是关于互动的 这两种方法的结合为前所未有的科学观察铺平了道路
虽然荧光显微镜可以让研究人员窥视单个细胞内部，但扫描离子电导显微镜可以让他们生成细胞膜的三维地形图
因此，EPFL系统使研究人员能够同时观察细胞的内部和外部，使他们对同时发生在这两个不同地方的现象之间的联系有了宝贵的见解
博士塞缪尔·门德斯·雷托说:“细胞膜是它与周围环境相互作用的地方。”
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伦敦银行学院开发SICM显微镜的学生
“这是许多生物过程和形态变化发生的地方，就像在细胞感染期间一样
我们的系统让研究人员分析细胞内的分子排列，并绘制出它们与膜动力学的关系图
此外，我们现在可以非常详细地跟踪这些动态，时间范围从几秒到几天
能够在纳米尺度上长时间连续成像是活细胞显微术的主要挑战之一，因为细胞对小扰动非常敏感
" 增强的图像质量 维陶塔斯·纳维卡斯博士
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EPFL纳米生物学实验室的一名学生开发了该系统的光学组件:“将两种方法结合起来的另一个好处是，它令人难以置信地提高了图像质量
我们现在可以以更高的分辨率观察细胞过程
" EPFL团队认为，他们的系统可以用于观察细胞运动、分化和细胞间交流等现象，开辟了许多新的研究途径
它在感染生物学、免疫学和神经生物学领域非常有用——在这些领域，了解细胞对外界刺激的实时反应非常重要
这项研究也是一个很好的例子，说明了当来自两个不同EPFL实验室的研究人员接触并集中他们的专业知识追求一个共同的目标时，会发生什么样的突破
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