研究人员发表了超分辨率成像技术的发现

在俄克拉荷马大学斯蒂芬森生物医学工程学院助理教授Stefan Wilhelm博士的带领下，来自OU Gallogly工程学院、OU健康科学中心和耶鲁大学的研究团队近日发表了一篇文章ACS Nano ，描述了他们开发的超分辨率成像平台技术，以提高对纳米粒子如何在细胞内相互作用的理解。

随着工程和医疗保健领域技术驱动能力的不断增强，科学家和工程师正在开发新技术以推进健康的未来。其中一个领域是纳米医学，探索使用纳米粒子在体内输送药物以对抗传染病或癌症。对细胞、组织和器官中的这些纳米药物的评估通常是通过光学成像进行的，其成像分辨率质量有限。需要新的成像技术来观察生物组织内 3-D 超微结构环境中的纳米粒子。

“为了在生物样本中观察纳米药物，研究人员要么使用电子显微镜，它提供出色的空间分辨率但缺乏 3-D 成像能力，要么使用光学显微镜，它实现出色的 3-D 成像，但空间分辨率相对较低，”Wilhelm 说。“我们证明了我们可以用类似电子显微镜的分辨率对生物样本进行 3D 成像。这种称为超分辨率成像的技术使我们能够看到单个细胞内的纳米药物。使用这种新的超分辨率成像方法，我们现在可以开始跟踪和监测细胞内的纳米粒子，这是设计更安全、更有效地到达细胞内某些区域的纳米药物的先决条件。”

研究人员应用了一种称为膨胀显微镜的 3-D 超分辨率成像技术，该技术涉及将细胞嵌入可膨胀的水凝胶中。与尿布中使用的吸水材料一样，水凝胶材料与水接触后会物理膨胀至其原始尺寸的 20 倍。

“这种扩展使得使用传统光学显微镜能够以大约 10 纳米的横向分辨率对细胞进行成像，”Wilhelm 说。“我们将这种方法与细胞内金属纳米粒子成像的方法相结合。我们的方法利用了金属纳米粒子散射光的固有能力。我们使用散射光对细胞内的纳米粒子进行成像和量化，而不需要任何额外的纳米粒子标记。”

作者建议他们的超分辨率成像平台技术可用于改进更安全、更有效的纳米药物的工程，以推动这些技术向临床的转化。

文章“使用三维超分辨率显微镜量化细胞内纳米粒子分布”可通过 ACS Publications 获取。通讯作者 Wilhelm 是 OU Health Stephenson 癌症中心的附属教员，也是 OU 研究与合作副总裁办公室的教员。第一作者是斯蒂芬森生物医学工程学院的博士生 Vinit Sheth。