新成像技術曝光組織分子結構
新浪科技網訊 據美國物理學家組織網3月20日報道，最近，威斯康星大學和伊利諾斯大學共同研制出一種新型同步加速成像設備，利用比太陽光要強100萬倍的激光，以前所未有的高速和高分辨率直接拍攝到材料組織的分子結構。該研究發表在《自然·方法學》網站上。
該設備名為“紅外環境成像”(IRENI)儀，在美國國家科學基金會主要研究儀器項目的支持下，耗時3年建成，成為威斯康星—麥迪遜同步加速輻射中心的國家級設備。研究小組使用了多重同步加速光束而不是一束來照亮最先進的照相機，拍攝了從幾分鐘到幾個小時的樣本圖像。將圖像放大4倍后，生成的高分辨率樣本圖像即使在光學顯微鏡下檢驗也毫不模糊和褪色。
借助同步加速器的強大功能，IRENI擁有了多功能光源的優勢，高速電子流無間斷地涵蓋整個電磁波譜范圍，能獲得任何波長的最佳吸收光譜圖像。比如在肉眼不可見的中紅外光范圍，研究小組使用12束同步加速光源，生成了數千個重要分子的吸收光譜圖像，記錄下它們的生化“指紋”。新“指紋”極大提高了圖像的細節質量，像素化程度比傳統的紅外圖要低100倍。
IRENI技術在醫學診斷方面具有很大潛力。威斯康星大學密爾沃基分校(UWM)研究小組領導、物理學家卡羅·赫斯瑪格介紹說：“IRENI能顯示組織樣本的分子構成，看到功能組群中蛋白質、碳水化合物和脂質等物質的分布，同時獲得結構和化學組成方面的詳細情況。”他們在測試IRENI診斷癌癥和其他疾病能力的實驗中發現，IRENI能清晰地探測到乳腺和前列腺組織樣本中上皮細胞的分布特征。基質膜將細胞分為上皮細胞和基質細胞兩層，早期癌癥集中在上皮細胞，一旦基質膜被破壞，惡性細胞就會從上皮細胞擴展到基質細胞，使癌癥轉移。
論文合著者、伊利諾斯大學厄本那—香檳分校邁克爾·沃爾什說，IRENI為研究生物組織研究提供了新視野，讓我們能監控新陳代謝和干細胞分化等多種細胞過程，也為開發下一代紅外成像設備提供了經驗。新技術還能廣泛用于制藥分析、藝術品保存、法醫鑒定、生物燃料和先進材料如富勒烯等方面。
