美生成單細菌三維化學圖像

科技日報紐約11月18日電 （記者馮衛東）美國能源部布魯克海文國家實驗室使用超亮X射線，對單個細菌進行了更高解析度的成像，展示了一種稱為X射線熒光顯微（XRF）的成像技術，可作為生成小型生物樣本三維圖像的有效方法。這一成果發表在最新一期的《科學報告》上。

美國國家同步加速器光源Ⅱ（NSLS-Ⅱ）的科學家麗莎·米勒稱，這是首次使用納米級XRF將細菌成像的解析度提升至細胞膜水平。在膜水平上成像細胞，對於了解細胞在各種疾病中的作用，開發先進的醫學治療方法至關重要。

X射線成像的破紀錄解析度得益於NSLS-Ⅱ的實驗台——硬X射線納米探針（HXN）光束線的先進功能，其具有新穎的納米聚焦光學系統和出色的穩定性。HXN是首個使用這種解析度生成三維圖像的XRF光束線。

雖然電子顯微鏡等其他成像技術也可以非常高的解析度對細胞膜的結構成像，但是這些技術不能提供關於細胞的化學信息。利用HXN則可生成樣品的三維化學圖譜，確定整個細胞中微量元素的位置。

研究人員利用HXN從不同角度拍攝樣本圖像，每張圖像顯示了樣品在該方向的化學特徵，最終將這些配置文件合併在一起，創建出樣本的三維圖像。HXN產生的圖像顯示，兩種微量元素鈣和鋅在細菌細胞中具有獨特的空間分布。

研究人員表示，這種三維化學成像或熒光納米圖形技術在其他科學領域也有很大的應用前景，如幫助了解電池的內部結構在充電和放電時是如何變化的。

除了打破X射線成像解析度的技術障礙外，研究人員還開發了一種室溫下在X射線測量過程中對細菌成像的新方法。

研究人員表示，證明X射線成像技術以及樣品製備方法的功效，是對其他生物細胞中微量元素進行納米級成像的第一步。他們正在尋求了解含金屬蛋白在疾病過程中的亞細胞位置和功能，如銅元素在阿爾茨海默氏症的神經元死亡中的作用等，以幫助開發有效的治療方法。

（來源：科技日報）

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