IT之家 11 月 14 日消息，日本東京大學研究人員成功研制出一種新型顯微鏡，其能夠探測信號的強度范圍比傳統顯微鏡寬 14 倍。此外，這種觀測無需標記，也就是說，不需要使用額外的染料。

這意味著該方法對細胞的損傷較小，適用于長期觀察，在制藥和生物技術行業的測試及質量控制應用中具有潛力。研究結果發表在《自然?通訊》雜志上。

據IT之家了解，自 16 世紀以來，顯微鏡在科學發展中發揮了關鍵作用。然而，科學的進步不僅需要更靈敏、更精確的設備和分析方法，還需要更專業的設備和分析手段。因此，現代前沿技術不得不權衡各種利弊。

定量相位顯微鏡（QPM）利用前向散射光，能夠探測微米級結構（在本研究中，可探測 100 納米以上的結構），但無法探測更小的結構。因此，該技術主要用于拍攝相對復雜的細胞結構的靜態圖像。而干涉散射（iSCAT）顯微鏡則利用后向散射光，能夠探測到單個蛋白質這樣小的結構。因此，其可用于“追蹤”單個粒子，從而深入了解細胞內的動態變化，但無法提供定量相位顯微鏡（QPM）所能提供的全面視圖。

“我希望通過非侵入性方法了解活細胞內部的動態過程，”第一作者之一 Kohki Horie 說。

因此，研究團隊著手研究，若能同時測量前向與背向散射光信號，或可突破現有技術瓶頸，實現單幅圖像內對多尺度結構（從納米至微米）及其動態行為的同步觀測。

為了驗證這一想法并確認他們新建造的顯微鏡能如預期般工作，研究人員著手觀察細胞死亡過程中發生的情況，成功獲取了同時編碼前向與背向散射光信息的單一圖像。

另一位第一作者 Toda 解釋道：“我們最大的挑戰是從單張圖像中清晰分離出兩種信號，同時保持低噪聲并避免它們之間的混合。”

結果，他們不僅能夠量化細胞結構（微米級）的運動，還能量化微小顆粒（納米級）的運動。此外，通過比較前向散射光和后向散射光，他們還能估算出每個顆粒的大小和折射率

“我們計劃研究更小的顆粒，”Toda 談及未來的研究時說道，“比如外泌體和病毒，并估算它們在不同樣本中的大小和折射率。我們還希望通過控制活細胞的狀態，并結合其他技術復核研究結果，來揭示活細胞是如何走向死亡的。”