科学家开发出新探针，这是可以插入活细胞的微型激光器！

威尔曼光电医学中心的科学家们在《自然光子学》上发表了一项新研究：用于大规模多路复用细胞标记的波长编码激光粒子。

该研究的科学家已经开发了一种新探针，激光粒子，这是一种可以插入活细胞内的微型激光器，这些激光粒子具有生物相容性，只占一个典型细胞体积的0.1%，不会干扰其正常行为。当细胞在复杂的生物样本中移动时，利用这些探针发出的光来标记和跟踪细胞，同时可以被认为是条形码，可以用来区分细胞。

传统细胞标记探针是基于荧光发射，科学家们用不同颜色的荧光分子来区分不同细胞。然而，由于固有的限制，荧光只能提供少量可分辨的颜色，通常最多可达4-5种。新探测器发射激光，可以产生更多可分辨的颜色，在这项研究中大约有400种。研究使用这些激光粒子来标记肿瘤细胞，并在肿瘤球体(一个模拟肿瘤生长的系统)中跟踪它们的个体运动数天。在未来，将能够利用这些信息来了解肿瘤是如何生长的，并识别出具有更高形成转移潜能的特定细胞。

将有可能把这些细胞挑出来，并对它们进行进一步的研究，比如对它们的基因图谱进行测序。这将使科学家们能够更有针对性地针对特定基因，改善治疗肿瘤的选择，以阻止扩散和转移的形成。考虑到细胞异质性在复杂生物系统中的作用，大规模单细胞分析变得越来越重要。然而，目前还没有一种技术能够对具有独特标记的单个细胞进行光学成像。基于荧光的方法一次只能分辨少量不同细胞或细胞群，因为传统荧光团之间存在光谱串扰。

新研究大规模细胞跟踪使用细胞内激光粒子作为成像探针，发射具有特征波长的相干激光。这些激光粒子由硅涂层半导体微腔制成，单模发射范围从1170纳米到1580纳米不等，线宽亚纳米，实现了大规模的光谱复用。研究还探讨了这些探针在体外的稳定性和生物相容性，以及它们在波分复用细胞标记和成像中的应用，研究人员在一个三维肿瘤模型中演示了几天内对数千个单个细胞的实时跟踪，显示了不同的行为表型。

博科园｜研究/来自：麻省总医院

参考期刊《自然光子学》

DOI: 10.1038/s41566-019-0489-0

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