合肥光源用户在单细胞纳米药物及亚细胞结构的无标记成像方法学研究中取得重要进展

了解纳米药物的细胞内行为和受纳米材料-生物相互作用影响的亚细胞结构的形态变化，是研究纳米药物的生物活性和安全性评价的重要内容。解析纳米药物-细胞互作的基本原理和机制，对于准确把握纳米药物的生物学效应具有重要意义，为高效低毒纳米药物的精确设计和临床转化提供指导和支持。生物微环境和细胞结构的复杂性及胞内纳米药物化学形态的动态变化等为纳米尺度下单细胞的原位无标记分析带来了挑战。 

基于同步辐射的X射线成像技术具有高分辨、高灵敏、元素特异、定量分析、样品制备简单等优点，能够在分子、细胞和组织水平实现对纳米药物在自然或准自然生物体系中的行为和命运的原位研究，提供纳米药物的空间分布、体积、数量、密度甚至价态信息，以及细胞或组织的形态与数量变化。陈春英课题组基于合肥光源软X射线成像线站在定性表征纳米材料在单细胞内三维空间分布、细胞器相互作用及生物体内的化学行为方面取得了多项创新研究成果[Nature Nanotechnology 17:993(2022); Nature Nano-technology 16:708(2021)]。

 
图1.软X射线成像细胞样品孵育及冷冻样品制备流程 

陈春英课题组总结了研究团队过去二十多年来率先建立的同步辐射软、硬X射线成像技术用于单细胞结构和纳米药物的无标记原位成像方法，在国际期刊《Nature Protocols》上发表题为“In situ label-free X-ray imaging for visualizing the localization of nanomedicines and subcellular architecture in intact single cells”的原创性方法学研究论文。在此方法学研究中，合肥光源软X射线成像线站提供了软X射线成像分析单细胞亚结构和纳米药物的技术细节和优化的实验工作流程，包括细胞样品制备(图1)、数据采集和分析三大关键步骤，对指导研究人员制备适合于软X射线成像样品和处理数据具有重要意义。 

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41596-023-00902-y