活细胞三维图像生成

利用类似用于观察人体内部结构的计算机断层扫描成像(CT)的技术，一种新开发的成像法已经能让科学家们生成第一批活细胞的三维(3D)图像。

2007年8月12日网络版期刊《Nature Methods》上发表的一项研究对该技术作了描述，麻省理工学院(MIT; Cambridge, MA, USA; www.mit.edu)George R. Harrison光谱实验室主任、物理学教授M ichael Feld博士在文中说，这种技术可以用来生成目前最为翔实的反映细胞内部动态的图像，而无需借助荧光标记物或其它外加的造影剂。。

“绘制活细胞三维图像一直是我的梦想，也是几年来我们实验室奋斗的一个目标，”该研究的资深作者Feld博士说，“我们第一次实现了在活体细胞的自然状态下研究其功能性活动。”

采用这一新技术，Feld博士的研究小组生成了宫颈癌细胞内部结构的三维图像。他们还生成了秀丽隐杆线虫（线虫或蛔虫）及其它几种类型的细胞的三维图。他们的技术基于和生成人体三维CT图像相同的原理，使临床医生能够据此诊断和治疗临床病症。当x射线源绕目标物体旋转时会产生一系列二维x射线图像，把这些二维x射线图像组合起来就可得到CT图像。

“你可以利用从多个方向得到的目标物体的多幅图像来重建其三维图像。”领衔作者、光谱实验室博士后Wonshik Choi博士说。

细胞吸收的可见光并不多，因此研究人员就转而利用折射率这一特性来生成它们的图像。每种物质都有一个固定的折射率，它是光线穿过该材料时速度减少值的量度。折射率越高，光线的传播速度就越慢。

研究人员利用了一种名为干涉测定法的技术进行测量，该技术把一束穿过细胞的光波与一束不穿过细胞的参照光波进行对比。这样就可得到一张含有细胞折射率数据的二维图像。

为创建一张三维图像，研究人员组合了100张从不同的角度所得的二维图像。最终所得图像基本上是该细胞细胞器折射率的三维映射。整个过程需时大约10秒，但最近研究人员把时间减少到了0.1秒。他们所得的一个宫颈癌细胞的三维图能显示出细胞核、核仁以及细胞质中其它一些较小的细胞器。

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