德国研究人员正在研究一种细胞3D快速成像技术只需几分钟即可3D可视化细胞结构
像 SARS-CoV-2 冠状病毒这样的病毒病原体会改变它们感染的细的内部结构。这些变化发生在单个细胞成分水平上，可以提供有关病毒性疾病如何发展的信息。需要极其强大的成像技术来将它们可视化，但此类方法需要大量数据和时间。在海德堡大学有机体研究中心 (COS) Venera Weinhardt 博士的指导下，一个德裔美国研究小组最近优化了一种特殊的X射线过程——称为软X射线断层扫描。他们研究的这种细胞3D快速成像技术只需几分钟即可获得整个细胞及其分子结构的图像。
扫描电子显微镜在细胞成像中是首选，因为它们提供极其清晰的纳米级图像，但这项技术需要一周的时间来扫描单个细胞。它还生成了大量难以分析和解释的数据。使用软X射线断层扫描，研究人员可以在五到十分钟内获得可用的结果。高通量对于研究大量细胞极其重要。
被称为软X射线断层扫描 (SXT) 的程序已被用于成功检测不同类型病毒的单个病毒颗粒（称为病毒粒子）及其相关的细胞变化。现在，研究人员使用该技术研究了肺和肾组织中感染 SARS-CoV-2 的细胞培养物。软 X 射线使他们能够在五到十分钟内对完整的细胞及其结构进行三维成像。研究人员进一步能够检测细胞表面的 SARS-CoV-2 颗粒簇，并识别细胞内部与病毒相关的变化。揭示了可能使病毒复制和传播的结构。
该团队的成功在很大程度上取决于使他们能够研究固定细胞的技术，即经过化学处理以灭活病毒的细胞。通常，在软 X 射线断层扫描中，就像在电子断层扫描中一样，平面晶格结构用作支架。当它们倾斜时，样品的厚度会发生变化，使一些细胞结构显得模糊。“盲点”也会出现，因为支架的扁平形状会阻止细胞从各个角度进行扫描。另一个难题是样品可能会粘附在晶格上或散开，需要多个断层扫描图来可视化整个细胞。为了解决这个问题，研究人员改用圆柱形薄壁玻璃毛细管来固定样品。在显微镜下，样品可以旋转整整 360 度并从各个角度扫描，该团队目前正致力于进一步完善样品制备技术，自动分析 3D图像数据，并开发实验室版本的软 X 射线显微镜。获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com
海德堡研究的资金由德国研究基金会 (DFG)、欧洲研究委员会 (ERC) 和欧盟的“地平线 2020”框架计划提供。
研究结果发表在《细胞报告方法》杂志上。
