中國科學(xué)院上海高等研究院（以下簡稱“上海高研院”）在同步輻射單細(xì)胞紅外顯微成像領(lǐng)域取得了重要研究進(jìn)展，為醫(yī)學(xué)研究與試驗(yàn)發(fā)展注入了新的活力。這一突破性成果標(biāo)志著我國在細(xì)胞水平生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)上邁出了堅(jiān)實(shí)一步，有望為精準(zhǔn)醫(yī)療、疾病機(jī)制探索和新藥研發(fā)提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

同步輻射光源是一種強(qiáng)度極高、波長連續(xù)可調(diào)的優(yōu)質(zhì)光源，其紅外波段能夠?qū)崿F(xiàn)對生物樣品無損、免標(biāo)記的化學(xué)成像。與傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡相比，同步輻射紅外顯微成像技術(shù)不僅能觀察細(xì)胞的形態(tài)，更能通過探測細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸、脂類等生物分子的特定紅外吸收“指紋”，揭示其化學(xué)成分與空間分布，從而在單細(xì)胞水平解析生命活動的化學(xué)基礎(chǔ)。

上海高研院的研究團(tuán)隊(duì)成功將同步輻射紅外光束聚焦至亞微米尺度，實(shí)現(xiàn)了對單個(gè)活細(xì)胞或固定細(xì)胞的高空間分辨率、高化學(xué)靈敏度的原位成像。研究過程中，團(tuán)隊(duì)克服了光源穩(wěn)定性、樣品制備、數(shù)據(jù)處理等一系列技術(shù)難題，成功獲取了細(xì)胞在不同生理或病理狀態(tài)下，其內(nèi)部關(guān)鍵生物分子（如脂滴、蛋白質(zhì)聚集體等）的精細(xì)化學(xué)圖譜。這一進(jìn)展使得研究人員能夠“看見”傳統(tǒng)方法難以捕捉的、與細(xì)胞功能或疾病狀態(tài)密切相關(guān)的細(xì)微化學(xué)變化。

此項(xiàng)研究的成功，在醫(yī)學(xué)研究與試驗(yàn)發(fā)展領(lǐng)域具有深遠(yuǎn)意義。它為疾病早期診斷提供了新思路。例如，通過分析癌變細(xì)胞與正常細(xì)胞在分子組成上的紅外光譜差異，有望發(fā)現(xiàn)更靈敏、更特異的生物標(biāo)志物，實(shí)現(xiàn)腫瘤的極早期識別。該技術(shù)能動態(tài)追蹤藥物在單細(xì)胞內(nèi)的代謝過程與作用靶點(diǎn)，極大地加速了創(chuàng)新藥物的篩選與藥效評估，為新藥臨床試驗(yàn)提供關(guān)鍵的前期數(shù)據(jù)。在研究感染性疾病、神經(jīng)退行性疾病等復(fù)雜疾病的細(xì)胞分子機(jī)制方面，該技術(shù)也能提供獨(dú)一無二的化學(xué)空間信息，幫助科學(xué)家更深入地理解疾病的發(fā)生與發(fā)展過程。

隨著同步輻射光源技術(shù)的不斷升級和數(shù)據(jù)分析算法的持續(xù)優(yōu)化，單細(xì)胞紅外顯微成像技術(shù)的空間分辨率和通量有望進(jìn)一步提升。上海高研院的這一進(jìn)展，不僅展示了我國大科學(xué)裝置在生命科學(xué)交叉應(yīng)用方面的強(qiáng)大能力，也為全球醫(yī)學(xué)研究提供了一種強(qiáng)有力的新型分析工具。可以預(yù)見，這項(xiàng)技術(shù)將與基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等多組學(xué)技術(shù)深度融合，共同推動醫(yī)學(xué)研究與試驗(yàn)發(fā)展邁向更精準(zhǔn)、更深入的單細(xì)胞時(shí)代，最終造福人類健康。