激光層照熒光顯微技術(light-sheetfluorescencemicroscopy)能夠?qū)铙w樣本進行三維成像,該技術所產(chǎn)生的光毒性較低,且成像速度快。
激光層照熒光顯微技術能夠以很高的三維分辨率對生物樣本進行長時間的、較為溫和的成像。特別是當該技術與高速照相機相結(jié)合時,就能夠快速地捕捉細胞或亞細胞水平上的動態(tài)變化。由于激光層照熒光顯微技術能夠快速地對生物樣本進行較為溫和的容積成像,因此NatureMehtods將該技術評選為2014年年度技術(MethodoftheYear2014)。
這一技術的基本原理非常簡單。寬場顯微技術(wide-fieldmicroscopy)或共聚焦顯微技術(confocalmicroscopy)需要照射或掃描成像目標物中的整個樣本,而激光層照熒光顯微技術則與這兩種技術不同,它只需要用薄層光(實際上為2D)從側(cè)邊照射樣本。隨后從樣本的上部或下部檢測所產(chǎn)生的熒光信號,檢測方向與薄層光線的照射方向相垂直。因此,該技術的光學層析能力(opticalsectioning,即z層面上樣本結(jié)構(gòu)的分辨能力)不像共聚焦成像技術那樣取決于焦點處光子的采集,而是來自于在最開始時每次僅激發(fā)一個層面上的熒光基團。
換而言之,激光層照顯微技術只會激發(fā)一個焦平面上或旁邊的分子,因此大大降低了光毒性,并且提高了長時間對活體樣本進行成像的能力。
值得注意的是,如果希望激光層照成像技術達到最佳的效果,那么就需要使用較小塊的透明樣本。對于不太透明的大塊樣本而言,我們?nèi)匀槐仨毾朕k法解決散射和像差的問題。最后,激光層照成像技術的用戶仍然需要監(jiān)測潛在的光毒性,雖然該技術能夠降低光毒性,但是并不代表它能夠完全消除光毒性。我們預測,在接下來令人激動的幾年里,激光層照成像技術將會在更多的生物研究實驗室中大放異彩。
2014年年度技術方法的評選結(jié)果已塵埃落定,激光層照熒光顯微技術擊敗其它挑戰(zhàn)者,拔得頭籌。那么什么新技術有可能會成為明年的年度技術之星呢?NatureMehtods選擇性地提出了一些在未來幾年里值得關注的方法和方法學發(fā)展領域。
DIA質(zhì)譜分析法
數(shù)據(jù)非依賴性采集(data-independentacquisition,DIA)質(zhì)譜分析法可能會改變蛋白質(zhì)組學數(shù)據(jù)的生成方式。
認識非編碼RNA
未來將出現(xiàn)一些能夠描述非編碼RNA功能的研究方法。
體內(nèi)電壓感受器
基因編碼的電壓指示器將會讓研究者能夠在體內(nèi)對神經(jīng)元的活動進行顯像。
下一代CRISPR
隨著CRISPR-Cas系統(tǒng)的不斷成熟,研究者們開始考慮CRISPR-Cas系統(tǒng)的特異性、功效、甚至真核生物核酸酶的應用可能性。
微小結(jié)晶的結(jié)構(gòu)
我們能夠利用X射線和電子衍射法,從微晶體中確定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。
超分辨率CLEM
超分辨率關聯(lián)光學和電子顯微鏡技術(correlatedlightandelectronmicroscopy,CLEM)的功能非常強大。
蛋白質(zhì)的納米孔道
納米孔道將為單個蛋白質(zhì)的特征性描述帶來希望。
深層成像技術
我們可以更近距離地查看大腦等器官的深層結(jié)構(gòu)。
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