成像技術突破   新螢光劑紀錄細胞內同時間旅行不同歷程

編譯／高晟鈞

由德國與愛爾蘭兩所學校組成研究團隊，近日成功地開發出了一種特殊的螢光變色染料，首次僅使用單一染料便能同時可視化多種不同的生物環境。

當螢光染劑被封裝在輸送載體中時，會透過稱為「聚集誘導發射」（Aggregation-induced Emission, AIE）的過程發出光而呈現「開啟」狀態；在送入細胞後，這種現象會消失進入「關閉」狀態，最後一旦細胞將染劑送入細胞胞器即所謂脂滴（Lipid Droplets，儲存膽固醇與甘油脂，可以維持細胞型態），則會重新進入開啟狀態。

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先進的成像技術

由於染劑在兩個不同時間段都會呈現開啟狀態；因此，研究團隊使用一種稱為「螢光壽命成像」的技術，來區分兩個不同時間段所散發的光。

研究團隊通過計時來自樣品的光到達顯微鏡所需的時間來做到這點：來自輸送載體的光要比來自細胞內的光花費的時間稍長，透過收集足夠的光訊號，可以利用這些資訊快速建構兩種不同染料環境的精確 3D 影像。

第一作者Adam Henwood博士說：「時間差異很小，無論哪種方式都只有十億分之一秒，但我們的方法足夠靈敏，可以捕獲它。」

這項研究將有望徹底改變生物感測與成像技術，由於這些染料可以幫助科學家以極高的對比度和特異性繪製活細胞內的複雜結構，因此有助於闡明細胞如何吸收和代謝藥物，並允許科學家設計和進行一系列新實驗，以便更好地了解藥物細胞複雜的內部運作及其最重要的生化機制。

「透過觀察不同的螢光顏色來監測細胞功能、細胞內分子或候選藥物的流動，是非常有吸引力的，這個突破在於可以解決並利用它們螢光壽命的差異，以快速、準確的方式識別不同細胞環境中的相同探針，而能夠繪製出它們在細胞內豐富多彩的『時間旅行』。」Adam博士解釋道。

潛在應用

「這項研究最令人振奮的地方很可能不是在細胞成像上，」Adma博士認為，這項研究提升了對於研究生物化學、奈米膠體、新型材料的開發等領域的可能性，原則上任何需要受控制的分子運動或奈米，都適用這項新的螢光染劑進行繪製與微調。

資料來源:ScitechDaily

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