瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院（EPFL）開發(fā)了生成細胞三維（3D）圖像的技術。

Nanolive公司利用先進的軟件，根據細胞的折射率信息生成細胞圖像

Nanolive是從瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院（EPFL）衍生出來的初創(chuàng)公司，公司推出的CX-A顯微鏡系統(tǒng)是該公司第一款可實現(xiàn)非侵入式3D成像和自動化分析的顯微鏡。

該系統(tǒng)不僅可以用于細胞健康、增殖、運動和功能等宏觀細胞動力學研究，還能夠探索線粒體網絡等微觀細胞器動力學和相互作用。

Nanolive公司Mathieu Frechin表示：“通過我們的顯微鏡，科學家可以在一系列條件下進行實驗，并利用細胞的折射率生成高質量圖像，而無需添加熒光標記?！?/p>

該系統(tǒng)利用細胞的折射率生成細胞全景圖像，它采用旋轉的激光束45°照射樣品，生成的全息信息隨后可以通過定制軟件編譯成3D圖像。

據Nanolive介紹，該方法為非侵入式且無干擾性，旋轉掃描可實現(xiàn)高分辨率3D重構。

結合熒光成像的其他數(shù)據，該系統(tǒng)還可以讓科學家隨著時間的推移，跟蹤細胞動態(tài)和微細變化，例如線粒體等亞細胞結構的膜電位。這些信號揭示了在藥物或基因突變的反應中細胞結構和活性的細微變化。

自動分析

在2013年Nature Photonics發(fā)表的一篇關于該技術基礎研究的論文中，作者稱之為斷層掃描衍射顯微鏡，該技術結合了微全息技術與斷層掃描技術。在傅里葉域中改變照射角度并測量入射波在樣品中的衍射，能夠提高系統(tǒng)整體的分辨率，經試驗表明，當采用405納米光源照射時，橫向分辨率可能達到90納米。

同年，Nanolive獲得270萬瑞士法郎的啟動資金，從EPFL分拆出來獨立運營，Nanolive表示CX-A采用520納米光源，其分辨率可以達到200納米以下，對單個細胞器進行成像。

Nanolive公司評論稱：“整合全息技術及旋轉掃描技術為一體，使得Nanolive 3D顯微鏡成為一種革新性的技術。全息技術提供了一種獨特的在細胞自然生長環(huán)境下測量細胞的方法：無標記、無侵入性、免處理、無干擾性。旋轉掃描可以實現(xiàn)3D重構，去除噪音和獲得遠超光學可接受極限的分辨率。”

該系統(tǒng)的關鍵是實現(xiàn)了自動化分析，具有在同一平臺內編程多個成像方案的能力，允許用戶并行運行不同的應用程序。根據Nanolive稱，該系統(tǒng)每小時可以收集數(shù)百張圖像，并且可以持續(xù)分析數(shù)天或數(shù)周，同時保證細胞在生理可控環(huán)境中不受干擾。

Nanolive首席技術官Sebastien Equis表示：“每一項新發(fā)現(xiàn)都始于前所未有的觀察，我們創(chuàng)造了一種獨特的工具，可以從宏觀層面的細胞種群，一直深入探尋到微觀層面單個細胞器的生態(tài)系統(tǒng)?！?/p>