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文章来源: 中国新闻网       发布时间:2019-04-24

昨日,中国科学技术大学科研人员与合作者利用自主研制的“钻石传感器”,能给肝癌细胞拍“超清写真”,且分辨率达到了10纳米。这一研究成果发表在2019年4月出版的国际权威学术期刊《科学·进展》上。


中国科大学者研制出“钻石传感器” 给肝癌细胞拍超清写真


据介绍,中国科学技术大学杜江峰院士领导的中科院微观磁共振重点实验室研制出细胞原位纳米磁共振成像实验平台,与中科院生物物理所徐涛院士团队合作实现以上成果。


现代医学广泛使用磁共振技术,但传统磁共振技术的空间分辨率在微米级别以上,无法对人体细胞内部纳米级别的分子成像。


据介绍,细胞内的生物分子产生的磁信号非常弱,线圈传感器探测不了,拍不出“高清照片”,看不到单分子结构。在细胞原位实现生物分子的纳米级磁共振成像和结构解析一直是生物学研究的“皇冠”难题。


今年,杜江峰院士领导的团队自主研制出纳米磁共振成像实验平台,能搭载着细胞样品,精准地靠近该平台的关键器件——“钻石传感器”。为方便“钻石传感器”收集磁信号,细胞样品在悬臂梁的带领下,结合原子力显微镜的扫描方法,在空间上钻石传感器以纳米级别的位移“走遍”整个细胞剖面,最终实现对细胞内分子的成像。


这个纳米磁共振成像实验平台,要“诊断”的“病人”是人的肝癌细胞株(HepG2)。细胞内的铁蛋白分子中含有铁离子,其在室温下具有顺磁性,在纳米磁共振成像实验平台上,它发出的磁信号可以被“钻石传感器”探测到。


中国科大学者研制出“钻石传感器” 给肝癌细胞拍超清写真


为了让铁离子得到准确地检查,研究人员通过高压冷冻替代方法将活细胞瞬间“冻住”,并用树脂类材料包裹起来,再用切片的方法将表面修剪成纳米级平整度,保证铁离子还存在于原有的系统中。


最终,研究人员观测到了细胞内部存在于细胞器中的铁蛋白,而且分辨率达到了10纳米。


关于磁共振技术


磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)是20世纪40年代发展起来的一项新的分析技术。利用磁共振技术可以在不破坏样品的情况下确定物质的化学结构及某种成分的密度分布,其应用已迅速扩展到物理,化学领域之外的医疗,生物工程等方面,成为分析生物大分子复杂结构和诊断病情最强有力的方法之一。


关于中国科大


中国科学技术大学(University of Science and Technology of China),简称中国科大,位于安徽省合肥市,由中国科学院直属,中央直管副部级建制,位列A类世界一流大学建设高校、211工程、985工程,首批20所学位自主审核高校之一,入选珠峰计划、111计划、2011计划、中国科学院知识创新工程、卓越工程师教育培养计划、全国深化创新创业教育改革示范高校、国家建设高水平大学公派研究生项目、中国政府奖学金来华留学生接收院校,九校联盟、中国大学校长联谊会、东亚研究型大学协会、环太平洋大学联盟成员,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理和人文学科的综合性全国重点大学。

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