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(五) 无标记成像技术

Mar 24, 2010 No Comments

15采用新方法“哄骗”非标记生物分子发出信号可能最终可以实现特异分子的无标记成像。

 
谁都无法否认,近年来荧光探针技术的发展——尤其是荧光蛋白的快速发展——让光学显微镜在生命科学中的应用上了一个大台阶。但是,这些用于观察生物分子位点以及动力学状态的探针并不完美,因为它们需要与目标生物分子结合才能发挥效用。如果是要对活体分子成像,那么这种结合根本无法实现。此外,标记会干扰生物分子,尤其是某些小分子的功能。

无标记显微镜技术已存在多年,它依赖多个不同的光物理过程诱导生物分子产生光信号。双光子荧光显微镜可以检测某些自体荧光物种。二次谐波和三次谐波方法能够分辨纤维结构和脂质体。拉曼显微镜可以检测特定类型的化学键,还能确定化学组成和脂质的丰度,但其背景强的缺点限制了它的使用范围。

大约十年前,哈佛大学(Harvard University )Sunney Xie领导的小组开发出了CARS(相干反斯托克拉曼散射)显微镜,大大扩展了拉曼显微镜的应用范围,但它在鉴定特定分子方面仍具有不足之处——相对较强的与波长无关的非共振背景,这会导致测量的谱型与拉曼光谱有所区别,因而限制了探测灵敏度。过去两年,Xie等人一直在改进CARS方法。

2008年底,Xie等人报道了一种新的基于拉曼成像的方法——受激拉曼散射(SRS)。这种方法克服了CARS显微镜的某些缺点。SRS显微镜让特定目标分子的鉴定更容易,且灵敏度非常高。一般来说,无标记方法与荧光标记相比,分子特异性相对较差,这是主要缺陷之一。SRS就有望缩小这个差距,它尤其适用于脂类这种很难进行荧光标记的小分子。2009年,研究小组又开发出另一种基于受激发射的新型显微镜用于获取非荧光分子信号。

尽管目前还没有方法能完全取代荧光显微镜,或满足每个无标记成像实验的需求,但我们毕竟看到了无标记显微镜的转折点,对未来应该充满信心。

 

原文检索:Daniel Evanko. (2010) Label-free microscopy. Nature Methods 7(1): 36.
董云巧/编译

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