暨南大學成功研發細胞內微透鏡：熒光成像所需激發功率減少73%！

隨著對內質變化的實時監測和細胞外信號的快速檢測的需求增加，大量的生物成像方法已經被開發出來。在過去的幾十年里，光學成像技術取得了巨大的進步，尤其是微球輔助技術的出現，它具有出色的信號收集能力，能夠與傳統的光學顯微鏡系統進行實時和超分辨率成像。

然而，由于目前大多數微球都是固體和人工合成的材料，它們的生物相容性非常低。幸運的是，對自然界的研究表明，一些生物成分和已經存在的物體可以與光互動，并且能夠承擔與真正的光學元件相同的功能。

在新近發表在《光科學與應用》上的一篇論文中，由中國暨南大學納米光子學研究所的李寶軍教授領導的研究小組證明，脂滴（Lipid droplet），一種自然存在于細胞中的動態結構，可以作為細胞內微透鏡，用于實時監測亞細胞結構和檢測細胞外信號。脂滴呈球形，其折射率高于細胞質和周質，表現出透鏡效應，可以有效地匯聚激發光和熒光信號。

鏡片在接觸模式下工作，其中發射的熒光信號的收集效率被脂滴大大增加。因此，熒光成像中所需要的激發功率可以減少73%。在掃描光學鑷子的驅動下，脂滴可以在細胞內移動，對活細胞中的微絲、溶酶體和腺病毒進行強化的細胞內熒光成像。此外，由于脂滴與細胞質的折射率對比，脂滴的長焦距可以將熒光增強擴展到非接觸模式，增加脂質微透鏡成像和檢測的距離。

研究員認為，脂滴的透鏡效應有望在生物傳感、內窺鏡分析和單細胞診斷等完全生物兼容的小型化工具中實現應用。脂滴作為細胞內微透鏡的使用也為設計和構建多樣化的內源性光子設備提供了機會。

該研究論文題為"Lipid droplets as endogenous intracellular microlenses"，已發表在《光：科學與應用》期刊上。

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論文原文：https://www.nature.com/articles/s41377-021-00687-3

標簽： 脂滴 微透鏡