为校准和细胞成像使用微制造的多尺度碎片基质的3D单分子超分辨率成像

科学领域:

• 生物物理与材料科学 生物物理与材料科学
• 细胞生物学和成像技术

背景情况:

• 先进的3D细胞模型对于了解细胞行为至关重要,但在微结构基板上高分辨率的3D成像具有挑战性.
• 由于3D成像中的复杂性和轴向校准问题,现有的方法在解决细胞对物理线索的反应方面存在局限性.

研究的目的:

• 开发和验证用于高分辨率3D成像和细胞生物学研究的3D微结构基板.
• 在3D超分辨率显微镜中利用类似碎形结构进行轴向校准.
• 用先进的成像技术研究物理线索对细胞生长和表型的影响.

主要方法:

• 多尺度3D二氧化 (SiO2) 基板的制造,具有类似碎形的八面体特征.
• 为高分辨率成像优化基板几何和光学成像条件.
• 在3D单分子定位显微镜 (SMLM) 中使用已知的基质几何学进行侧向和轴向校准.
• 在生物成像实验的3D基板上培养人类介质干细胞.

主要成果:

• 证明了3D多尺度结构作为3D超分辨率显微镜的校准工具的实用性,与材料成像的电子显微镜相似.
• 在3D SMLM中成功执行横向和轴向校准,评估成像分辨率.
• 与平面相比,在3D基板上培养的人类介质干细胞中观察到显著不同的细胞生长模式和细胞骨蛋白分布.

结论:

• 3D多尺度微结构基板作为3D超分辨率显微镜的有效校准工具.
• 这些基板为高分辨率生物成像提供了一个新的平台,揭示了细胞对微观结构拓的独特反应.
• 这项研究突出了物理线索在调节细胞表型中的潜力,并为先进的细胞培养和成像提供了一种新方法.