作為全世界最強大的寬視場熒光成像平臺的獨家beta 測試人員，美國加州大學戴維斯分校（UC Davis）生物光子學科學技術中心（CBST）的科研人員首次成功地對活腫瘤細胞內部經過熒光標記的納米尺寸的區室的運動進行了成像。

這一成果為未來理解癌癥和一大批其他疾病的分子原因和生物力學的突破進展帶來了希望，它還能促進神經科學和干細胞研究等領域。

 “生物醫學研究是在細胞和分子層次上研究生物學的最終的前沿，” 生物光子學科學技術中心（CBST）的科研副主任Frank Chuang解釋說。“這個工具幫助我們觀察正在發生的生物過程。它的科研應用潛力非常令人激動，包括檢測細胞如何對化學療法做出響應、研究耐輻射的機制，以及研究病毒如何從一個細胞轉移到另一個細胞。”

在平臺方面，這組科研人員使用了首個具有真3-D高速結構照明功能的商品化顯微鏡，這種由加州大學的科研人員開發的顯微鏡技術把熒光顯微鏡的分辨率至少提高到了原來的2倍。

這是一個成功的技術轉移的故事：2007年，設在西雅圖的Applied Precision（API）公司從加州大學舊金山分校（UC San Francisco）獲得了知識產權的授權，用于把一個稱為OMX 1.0版的結構照明顯微鏡定制原型商業化。OMX是Optical Microscope eXperimental（實驗性光學顯微鏡）的縮寫。

在此期間，作為通用電氣醫療集團（GE Healthcare）下屬公司的Applied Precision（API）改良了這種顯微鏡的能力，并且與生物光子學科學技術中心（CBST）合作。生物光子學科學技術中心（CBST）是利用美國國家科學基金會在加州大學戴維斯分校衛生系統校園建立的。 3個月前，生物光子學科學技術中心（CBST）成為了安裝這種稱為DeltaVision OMX V4 SI™的遠遠更快速的商業原型顯微鏡并驗證它的能力的首個實驗室。

它整合了一個超高速結構照明模塊和先進的高速科學照相機。它們聯合起來首次能夠提供大范圍的活細胞3-D超高分辨率熒光成像。因此，這種顯微鏡能夠分辨出的細胞間結構的細節比此前任何光學顯微鏡都高。

“這個突破進展是對運動的物體使用結構照明，包括活細胞，” 生物光子學科學技術中心（CBST）的首席科學官Stephen Lane報告說。“此前的使用結構照明的商品光學顯微鏡只能對固定或非移動的樣本進行成像。”

生物光子學科學技術中心（CBST）在過去3個月一直在為API提供測試結果。根據生物光子學科學技術中心（CBST）的反饋，該公司將進一步改良這種儀器，然后讓全世界的實驗室可以購買在這個基礎上制造出的新版顯微鏡。

作為概念驗證，由加州大學戴維斯分校的Hsing-Jien Kung教授領導的生物光子學科學技術中心（CBST）的生物醫學科研人員近來使用這種工具首次對活的腫瘤細胞內部的納米尺寸的區室的運動進行了成像。這些區室捕捉細胞器和高分子從而提供給溶酶體，它們是一個稱為自體吞噬的細胞間回收過程的關鍵組成部分。

“在自體吞噬中，細胞吃掉廢料從而在面對壓力的時候重新產生能量，”Kung解釋說。他的實驗室把重點放在了發現對人類惡性腫瘤的發育有貢獻的遺傳和相關因素。“腫瘤細胞常常使用同樣的過程延長它們的生存，減少藥物的效力。”

加州大學戴維斯分校的科學家正在開發更好地量化和描繪前列腺癌細胞自體吞噬響應的技術，目的是通過有效調節自體吞噬從而改善癌癥的化學療法。迄今為止，研究與自體吞噬的誘導有關的早期事件幾乎不可能，因為新形成的自噬體太小、運動得太快，而無法用傳統顯微鏡成像。

“高分辨率、活細胞成像技術的開發可以讓我們加快對這種難以捉摸的過程的理解，為自體吞噬調控劑的開發鋪平了道路， ”Kung說

生物光子學科學技術中心（CBST）的科學家預計，由于這種顯微鏡的3-D能力、高速和高空間分辨率，它和它的后繼型號將極大地推動亞細胞層次上的生物過程的可視化，帶來新的發現并促進分子醫學。

這種儀器的多種技術進展包括：超高分辨率，能夠對最小1/10微米的物體成像；對比度是傳統顯微鏡的8倍；同時觀察兩種熒光波長的能力，用于雙色圖像；以及每秒對樣本進行一組15片的3D成像——這是迄今為止在商品顯微鏡上實現了的罕見的高速度。

關于生物光子學科學技術中心（CBST）

設在美國加州大學戴維斯分校的生物光子學科學技術中心（CBST）是在2002年利用美國國家科學基金會的一項資金建立的，它把重點放在了促進生物醫學和光子學工程從而改善人類健康上。該中心與其他8個大學校園以及勞倫斯•利莫弗爾國家實驗室合作，把重點放在用它的智力、科學、教育以及工業拓展舉措開發新的工具和技術，用光科學回答醫學的重要問題。