拉伸扩展显微镜应用机械力来超分辨固定和图像活细胞样本

科学领域:

• 生物物理学的生物物理.
• 细胞生物学 细胞生物学
• 显微镜的使用方法

背景情况:

• 生物物理研究需要具有生物学相关的空间和时间尺度的技术.
• 传统扩展显微镜 (ExM) 提供超高分辨率,但将成像限制在扩展前和扩张后状态,阻碍动态观测.
• ExM的局限性包括碎片化,变形,信号损失和化学固定的需要,影响可重现性和动态研究.

研究的目的:

• 开发一种新的显微镜技术,使固定和活细胞样本的机械扩张成为可能.
• 为了克服透式ExM的局限性,例如受限的成像窗口和固定要求.
• 以增强的空间分辨率实时监控细胞动态.

主要方法:

• 开发了拉伸扩展显微镜 (TExM),使用可伸缩的酸盐-Ca2+/聚烯胺水凝和电机械虹膜扩展装置.
• 嵌入了两光子聚合微尺度光信托标记器,用于追踪膨胀期间的样本扭曲.
• 将TExM应用于NIH 3T3固定纤维细胞和带有内部光报告器的活HeLa细胞.

主要成果:

• 实现可控制和可重复的水凝扩张到3.3×,扭曲最小 (跨1.3mm2<12μm).
• 获得固定细胞的超高分辨率成像,对微管的100纳米分辨率.
• 证明活细胞成像显示在3.2×线性扩张下细胞大小和分离增加.

结论:

• TExM 能够连续,逐步,精确地调节基质应变,以实时监测动态.
• 这种技术为固定和活细胞过程提供了更高的空间分辨率.
• TExM与其他成像方法的兼容性扩大了它在生物物理研究中的适用性.