中国学者研制出“钻石传感器” 给肝癌细胞拍“超清写真”

据中国新闻网报道，中国科学技术大学科研人员与合作者利用自主研制的“钻石传感器”，能给肝癌细胞拍“超清写真”，且分辨率达到了10纳米。

这一研究成果发表在2019年4月出版的国际权威学术期刊《科学·进展》上。

据介绍，中国科学技术大学杜江峰院士领导的中科院微观磁共振重点实验室研制出细胞原位纳米磁共振成像实验平台，与中科院生物物理所徐涛院士团队合作实现以上成果。

现代医学广泛使用磁共振技术，但传统磁共振技术的空间分辨率在微米级别以上，无法对人体细胞内部纳米级别的分子成像。

据介绍，细胞内的生物分子产生的磁信号非常弱，线圈传感器探测不了，拍不出“高清照片”，看不到单分子结构。在细胞原位实现生物分子的纳米级磁共振成像和结构解析一直是生物学研究的“皇冠”难题。

今年，杜江峰院士领导的团队自主研制出纳米磁共振成像实验平台，能搭载着细胞样品，精准地靠近该平台的关键器件——“钻石传感器”。为方便“钻石传感器”收集磁信号，细胞样品在悬臂梁的带领下，结合原子力显微镜的扫描方法，在空间上钻石传感器以纳米级别的位移“走遍”整个细胞剖面，最终实现对细胞内分子的成像。

这个纳米磁共振成像实验平台，要“诊断”的“病人”是人的肝癌细胞株(HepG2)。细胞内的铁蛋白分子中含有铁离子，其在室温下具有顺磁性，在纳米磁共振成像实验平台上，它发出的磁信号可以被“钻石传感器”探测到。

为了让铁离子得到准确地检查，研究人员通过高压冷冻替代方法将活细胞瞬间“冻住”，并用树脂类材料包裹起来，再用切片的方法将表面修剪成纳米级平整度，保证铁离子还存在于原有的系统中。

最终，研究人员观测到了细胞内部存在于细胞器中的铁蛋白，而且分辨率达到了10纳米。