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分辨率的成像，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(fā)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將細菌成像的分辨率提升至細胞膜水平。在膜水平上成像細胞，對于了解細胞在各種疾病中的作用，開發(fā)先進的醫(yī)學治療方法至關重要。

X射線成像的破紀錄分辨率得益于NSLS-Ⅱ的實驗臺——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(tǒng)和出色的穩(wěn)定性。HXN是首個使用這種分辨率生成三維圖像的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分辨率對細胞膜的結構成像，但是這些技術不能提供關于細胞的化學信息。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征，最終將這些配置文件合并在一起，創(chuàng)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射線成像分辨率的技術障礙外，研究人員還開發(fā)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制備方法的功效，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癥的神經元死亡中的作用等，以幫助開發(fā)有效的治療方法。

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