2014年4月17日，著名学术期刊《德国应用化学》Angew. Chem.在线发表题为“Live-cell stimulated Raman scattering imaging of alkyne-tagged biomolecules.”的论文。

 

该研究由我中心黄岩谊课题组与化学学院陈兴课题组合作完成。北京大学博士生洪森炼和陈涛为该论文共同第一作者。

 

该研究开发了一种全新的活细胞成像技术，利用炔基标记手段并巧妙地应用了受激拉曼显微成像技术，成功实现了对活细胞的脂类、核酸、蛋白质和糖类等关键生物分子的特异性、低干扰的三维成像，突破了成像标记基团的尺寸极限。

 

生物标记成像是生命科学及医学研究中的基本工具，但是现有的许多标记手段，例如荧光蛋白和小分子荧光标记等方法，往往对被标记分子的化学和生物学性质产生较大影响，因而有较大的局限性。为了突破这一局限，两个课题组采用了一个新的生物标记方式。他们将一个简单的化学键——炔基，即碳碳三键——标记在特定的生物分子中，利用这一化学健尺寸小（键长仅0.12纳米）的优势尽量减少对活细胞等生物体系的扰动，也是目前光学显微成像标记的尺寸极限。

 

为了观测这一标记，他们采用了炔基特征的拉曼散射信号，这一信号正好处于细胞拉曼散射的“静默区”，可以很好地避免背景信号干扰；但是这一由化学键的振动而产生的信号极其微弱，传统的拉曼散射检测手段由于信号采集所需时间太长，无法应用于活细胞上。他们通过受激拉曼散射技术，大大增强了信号强度，从而克服了这一困难，实现了高速、高灵敏的三维活细胞成像。这项工作为活细胞的标记与成像提供了一种全新的技术，有望开启一系列荧光成像难以实现的研究。

 

该工作得到了国家自然科学基金委员会和科技部的资助。