美制作出单细菌的三维化学图谱

科学日报，纽约，11月18日(记者冯卫东)-美国能源部布鲁克海文国家实验室使用超亮的X射线对单个细菌进行更高分辨率的成像，展示了一种被称为X射线荧光显微术(XRF)的成像技术，它可以作为一种有效的方法来生成小生物样本的三维图像。该结果发表在最新一期的《科学报告》上。

美国国家同步加速器光源二号(NSLS二号)的科学家丽莎·米勒说，这是第一次使用纳米级的XRF来提高细菌成像的分辨率到细胞膜水平。在膜水平上对细胞成像对于理解细胞在各种疾病中的作用和开发先进的医学治疗方法至关重要。

NSLS二号实验平台——硬X射线纳米探针(HXN)束线的先进功能使X射线成像的分辨率破纪录，该束线具有新颖的纳米聚焦光学系统和优异的稳定性。HXN是第一条使用该分辨率生成三维图像的XRF光束线。

虽然其他成像技术如电子显微镜也能以很高的分辨率成像细胞膜结构，但这些技术不能提供细胞的化学信息。使用HXN，可以生成样品的三维化学图，以确定微量元素在整个细胞中的位置。

研究人员使用HXN从不同角度拍摄样本图像。每个图像都显示了该方向样品的化学特征。最后，将这些配置文件组合起来，创建一个样本的三维图像。HXN产生的图像表明，两种微量元素钙和锌在细菌细胞中具有独特的空间分布。

研究人员表示，三维化学成像或荧光纳米图形技术在其他科学领域也有很大的应用前景，例如帮助了解电池内部结构在充电和放电过程中的变化。

除了突破x光成像分辨率的技术障碍，研究人员还开发了一种在室温下进行x光测量时对细菌成像的新方法。

研究人员表示，证明X射线成像技术和样品制备方法的有效性是对其他生物细胞中微量元素进行纳米成像的第一步。他们正在寻求了解金属蛋白在疾病过程中的亚细胞位置和功能，例如铜在阿尔茨海默病的神经元死亡中的作用，以帮助开发有效的治疗方法。