聚焦08突破：成像到底有多深？

2008年，我们看到了第一张哺乳动物的发育蓝图。这个激动人心的突破最终还是归功于显微镜——DSLM，它让成像又深了一步。成像到底能达到多深？现在还没有答案，也许在未来，我们都能轻松看到生物发育的三维动画。

　　

生命世界是三维的，细胞也很少像在培养皿中那样单层分布。然而，对于体内研究而言，一直存在着技术上的挑战，细胞成像也是如此。

生物组织是不透明的，能有效散射光线。厚样品的成像效果通常很差。传统的共聚焦显微镜只能对样品上的几百微米进行成像；而哺乳动物的胚胎或组织切片通常会厚几倍。另外，我们也希望对整个样品进行成像，以便得到组织结构的全局了解。这用传统的方法同样无法实现。尽管核磁共振成像能对生物样品进行更深入的成像，但图像分辨率很低。

因此，在高分辨率的共聚焦显微镜和低分辨率的体内方法如MRI之间，始终存在着一个空缺。为了填补这个空缺，近年来显现出一些新的光学方法。

单层光显微方法（light sheet microscopy）能对样品的几毫米深度进行荧光成像，已经用于一些微小生物和胚胎上。在2008年，EMBL的研究人员用新一代的数字扫描激光显微镜（Digital Scanned Laser Light-Sheet Microscope），在超过24个小时的时间内监测了斑马鱼胚胎由单个细胞生长成几万个细胞的情况，绘制了第一张脊椎动物的发育蓝图。详细的介绍请看：首个脊椎动物的发育蓝图。

相比之下，断层X光摄影方法如光学投影层析（optical projection tomography，OPT）则倾向于从不同的角度对样品进行成像，并利用数学模型来重新计算原始的3D信息。OPT的成像深度最多达10 mm。它与体外器官培养结合，能对发育中的小鼠肢芽进行成像，了解组织移动和基因表达。

尽管这些方法还有待广泛应用，但也许多不了多久，我们就能深入探索生物体的内部，并看见生物过程的三维动画。

（生物通 薄荷）