【產(chǎn)通社，12月20日訊】東南大學(xué)（Southeast University）官網(wǎng)消息，《Nature Communications》雜志近日在線發(fā)表了東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院顧忠澤教授團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)最新研究成果，論文標(biāo)題為“使用光子晶體對細(xì)胞力進(jìn)行成像（Imaging cellular forces with photonic crystals）”。研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了光子晶體細(xì)胞力顯微鏡(PCCFM)，該技術(shù)利用光子晶體基底可視化的顏色變化并使用配套算法定量檢測垂直細(xì)胞力,實(shí)現(xiàn)了從亞細(xì)胞、細(xì)胞到組織等不同尺度的實(shí)時細(xì)胞力成像。該技術(shù)克服了現(xiàn)有細(xì)胞力量化技術(shù)在活細(xì)胞成像通量和多尺度分析方面的局限,可廣泛應(yīng)用于相關(guān)的藥物篩選、發(fā)育和腫瘤機(jī)制的研究。

光子晶體顯微鏡系統(tǒng) (a)批量制備的光子晶體基底用于高通量篩選。(b)光子晶體生物力顯微鏡成像系統(tǒng)示意圖。(c)同時對數(shù)十個細(xì)胞進(jìn)行高通量測量。虛線框中的MDCK細(xì)胞的(d)光子晶體模態(tài)圖、(e)明場和(f)肌動蛋白（紅）、paxillin （綠）、細(xì)胞核（藍(lán)）的熒光染色圖。沿（d）中箭頭軌跡的垂直位移和應(yīng)力的兩條曲線在(g) 中顯示。

光子晶體是一類具有周期性納米結(jié)構(gòu)的材料,能夠產(chǎn)生與周期相關(guān)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)色。顧忠澤教授團(tuán)隊(duì)利用該特性,設(shè)計(jì)制備出一種新型的光子晶體基底。當(dāng)細(xì)胞在該基底上施加作用力時,基底會發(fā)生形變從而使結(jié)構(gòu)色發(fā)生改變。他們構(gòu)建了PCCFM成像系統(tǒng),通過記錄光子晶體基底的顏色變化,實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞施加的垂直作用力的定量檢測。實(shí)驗(yàn)表明,PCCFM能夠?qū)崿F(xiàn)對細(xì)胞黏著斑的高分辨率成像;對肺腺癌細(xì)胞、原代心肌細(xì)胞施加的垂直力進(jìn)行高通量定量檢測;對MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞及HEK293三維細(xì)胞簇對藥物刺激的響應(yīng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。此外,PCCFM還能夠?qū)崿F(xiàn)對心肌細(xì)胞片層在靜止?fàn)顟B(tài)和搏動狀態(tài)下的垂直力變化進(jìn)行動態(tài)檢測。該技術(shù)可集成在人體器官芯片模型中,實(shí)現(xiàn)藥物對細(xì)胞力學(xué)信息的實(shí)時監(jiān)測,從而更精準(zhǔn)快速地評價藥效與毒性。

東南大學(xué)博士生李奇維、陳早早副研究員、張英副研究員、丁雙博士為論文的共同第一作者，顧忠澤教授為通訊作者。查詢進(jìn)一步信息，請?jiān)L問官方網(wǎng)站http://news.seu.edu.cn/2023/1214/c5527a474782/page.htm。（張怡，產(chǎn)通發(fā)布）    （完）