瑞士研究团队开发生成细胞三维图像的技术

瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）开发了生成细胞三维（3D）图像的技术。

Nanolive公司利用先进的软件，根据细胞的折射率信息生成细胞图像

Nanolive是从瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）衍生出来的初创公司，公司推出的CX-A显微镜系统是该公司第一款可实现非侵入式3D成像和自动化分析的显微镜。

该系统不仅可以用于细胞健康、增殖、运动和功能等宏观细胞动力学研究，还能够探索线粒体网络等微观细胞器动力学和相互作用。

Nanolive公司Mathieu Frechin表示：“通过我们的显微镜，科学家可以在一系列条件下进行实验，并利用细胞的折射率生成高质量图像，而无需添加荧光标记。”

该系统利用细胞的折射率生成细胞全景图像，它采用旋转的激光束45°照射样品，生成的全息信息随后可以通过定制软件编译成3D图像。

据Nanolive介绍，该方法为非侵入式且无干扰性，旋转扫描可实现高分辨率3D重构。

结合荧光成像的其他数据，该系统还可以让科学家随着时间的推移，跟踪细胞动态和微细变化，例如线粒体等亚细胞结构的膜电位。这些信号揭示了在药物或基因突变的反应中细胞结构和活性的细微变化。

自动分析

在2013年Nature Photonics发表的一篇关于该技术基础研究的论文中，作者称之为断层扫描衍射显微镜，该技术结合了微全息技术与断层扫描技术。在傅里叶域中改变照射角度并测量入射波在样品中的衍射，能够提高系统整体的分辨率，经试验表明，当采用405纳米光源照射时，横向分辨率可能达到90纳米。

同年，Nanolive获得270万瑞士法郎的启动资金，从EPFL分拆出来独立运营，Nanolive表示CX-A采用520纳米光源，其分辨率可以达到200纳米以下，对单个细胞器进行成像。

Nanolive公司评论称：“整合全息技术及旋转扫描技术为一体，使得Nanolive 3D显微镜成为一种革新性的技术。全息技术提供了一种独特的在细胞自然生长环境下测量细胞的方法：无标记、无侵入性、免处理、无干扰性。旋转扫描可以实现3D重构，去除噪音和获得远超光学可接受极限的分辨率。”

该系统的关键是实现了自动化分析，具有在同一平台内编程多个成像方案的能力，允许用户并行运行不同的应用程序。根据Nanolive称，该系统每小时可以收集数百张图像，并且可以持续分析数天或数周，同时保证细胞在生理可控环境中不受干扰。

Nanolive首席技术官Sebastien Equis表示：“每一项新发现都始于前所未有的观察，我们创造了一种独特的工具，可以从宏观层面的细胞种群，一直深入探寻到微观层面单个细胞器的生态系统。”