【本報台北訊】中研院團隊創全球之先,使用聚丙烯酸鉀,開發新型膨脹顯微術,登上國際期刊「自然通訊」,目前已可將果蠅腦體積放大將近51萬2000倍,並結合先進光學技術,讓科學家辨識出神經細胞之間極微小的突觸,未來有望應用在病理切片、病毒結構研究等領域,助攻精準診斷。
國科會11日舉行學術成果系列記者會,國科會自然處長賴明治、中研院應用科學研究中心研究員陳壁彰、中研院細胞與個體生物學研究所博士林子暘等人出席。
賴明治表示,陳壁彰團隊近期在「自然通訊」(Nature Communications)發表突破性的研究,開發出超高解析度光學成像技術 「聚丙烯酸鉀膨脹層光奈米顯微術」(KA-ExM),結合貝索層光顯微鏡等,成功讓科學家以光學顯微鏡進行果蠅全腦的三維成像,解析度高達約10奈米,接近電子顯微鏡水準,且同時保有多色螢光標記等光學成像優勢。
團隊將生物樣品固定於聚丙烯酸鉀聚合物凝膠中,由於此凝膠如同尿布內常見的高吸水性材料,加水後能大量吸水並均勻膨脹,使樣品體積放大數萬倍,原本小到難以分辨的奈米結構因膨脹放大,使其在光學顯微鏡下也能被清楚辨識。
陳壁彰形容,KA-ExM技術就像以一台兼具廣角與顯微鏡頭的超強相機,可同時拍下整座摩天大樓的外觀全景,又能放大看清建築物裡的螞蟻窩細節。
展望未來應用,陳壁彰表示,此技術可進一步適用小鼠腦、人類組織病理切片等,透過高解析三維成像,解析神經迴路與阿茲海默症、帕金森氏症等疾病的結構變化,有望助力精準診斷發展。他也進一步談及,團隊接下來規畫把「病毒放大」,藉此解析病毒表面蛋白的結構細節,並希望觀察出病毒如何與宿主細胞結合的機制。