軟X射線斷層成像（Soft X-ray Tomography, SXT）作為一種強(qiáng)大的三維無(wú)損成像技術(shù)，能夠在無(wú)需染色或切片的情況下，揭示冷凍生物樣本的納米級(jí)超微結(jié)構(gòu)，為科研工作提供了關(guān)鍵的技術(shù)支持。然而，傳統(tǒng)SXT技術(shù)嚴(yán)重依賴大型同步輻射裝置，不僅設(shè)備成本高昂、使用門檻高，而且實(shí)驗(yàn)預(yù)約難度大，極大地限制了其廣泛應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)室級(jí)軟 X 射線——SXT-100

近期，愛爾蘭公司SiriusXT研發(fā)的實(shí)驗(yàn)室級(jí)軟X射線顯微鏡SXT-100，憑借其創(chuàng)新的激光驅(qū)動(dòng)等離子體光源技術(shù)，成功打破了這一困境。它將高分辨率成像功能融入普通實(shí)驗(yàn)室的日常研究中，讓科研人員無(wú)需再受限于大型同步輻射裝置，在自己的實(shí)驗(yàn)室隨時(shí)實(shí)現(xiàn)高精度的細(xì)胞成像。這一突破為細(xì)胞生物學(xué)、納米醫(yī)學(xué)以及疾病研究領(lǐng)域帶來(lái)了全新的非標(biāo)記納米水平細(xì)胞3D成像工具，并且SXT-100還可結(jié)合熒光成像對(duì)特定目標(biāo)在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行3D共定位，為生物醫(yī)學(xué)提供多樣化的表征手段。

 
五大超卓技術(shù)優(yōu)勢(shì)

 高分辨率：SXT-100實(shí)現(xiàn)了40 nm分辨率，可清晰分辨細(xì)胞器（如線粒體、脂滴）及納米顆粒（如60 nm無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化納米顆粒）。

 高通量：?jiǎn)蝹€(gè)細(xì)胞的斷層掃描時(shí)間僅需30分鐘至2小時(shí)，與傳統(tǒng)聚焦離子束掃描電鏡（FIB-SEM）長(zhǎng)達(dá)48小時(shí)的耗時(shí)相比，優(yōu)勢(shì)顯著，而且FIB-SEM在檢測(cè)中還需破壞樣本。采用優(yōu)化后的樣品制備方法，如圓柱形薄壁玻璃毛細(xì)管，SXT-100S甚至可以在5到10分鐘內(nèi)獲取單個(gè)細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)圖像。

 無(wú)損成像：基于“水窗”能量（280-530 eV）的軟X射線吸收特性，SXT-100可直接對(duì)全水合、冷凍樣本成像，避免化學(xué)固定或染色對(duì)結(jié)構(gòu)的干擾。

 結(jié)合熒光成像： SXT-100集成熒光顯微鏡功能，通過(guò)熒光信號(hào)定位目標(biāo)區(qū)域（如納米顆粒、細(xì)胞器），再利用SXT獲取三維結(jié)構(gòu)信息。

 直達(dá)冷凍電鏡成像：成像后樣本可進(jìn)一步用于冷凍電鏡（cryo-EM）或冷凍電子斷層掃描（cryo-ET），形成“光-電-射線”多尺度關(guān)聯(lián)成像（CLEXM）。

多領(lǐng)域前沿成果展示

1. 酵母細(xì)胞脂噬過(guò)程研究

在對(duì)冷凍酵母細(xì)胞（Saccharomyces cerevisiae）的研究中，SXT-100發(fā)揮了特殊優(yōu)勢(shì)。如下圖所示，SXT成像對(duì)冷凍酵母細(xì)胞（Saccharomyces cerevisiae）進(jìn)行3D成像，可以非常直觀地展示脂滴（黃色）與消化液泡（棕色）的空間分布動(dòng)態(tài)，揭示饑餓誘導(dǎo)的脂噬（lipophagy）機(jī)制。

 
2. 納米藥物遞送在細(xì)胞內(nèi)的3D成像

在HeLa細(xì)胞（HeLa）中，SXT-100成功追蹤了100 nm熒光聚苯乙烯納米顆粒（NPs）的溶酶體共定位。如下圖所示，SXT-100可以提供熒光信息與納米藥物遞送載體在細(xì)胞內(nèi)的3D共定位信息，為優(yōu)化藥物載體設(shè)計(jì)提供結(jié)構(gòu)依據(jù)。

 
3. 復(fù)雜真核生物成像

SXT-100可以對(duì)眼蟲（Euglena gracilis）進(jìn)行納米級(jí)3D無(wú)標(biāo)記成像，結(jié)合熒光標(biāo)記葉綠素進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)表征。如下圖所示，SXT-100可以清晰呈現(xiàn)鞭毛、類核體及光合膜系統(tǒng)等復(fù)雜真核生物內(nèi)的細(xì)胞器結(jié)構(gòu)，為單細(xì)胞生物功能研究提供新視角。

 
專家點(diǎn)評(píng)

倫敦國(guó)王學(xué)院的 Roland Fleck 教授在2024年美國(guó)電鏡年會(huì)上做了“多尺度關(guān)聯(lián)工作流程、低溫 CLEM 的挑戰(zhàn)和機(jī)遇”主題演講。他指出，SXT-100作為預(yù)篩選工具，能夠高效識(shí)別玻璃化樣品中感興趣的區(qū)域，以便進(jìn)行后續(xù)低溫TEM分析，顯著提高了實(shí)驗(yàn)的通量。這一評(píng)價(jià)充分肯定了SXT-100在科研工作中的重要價(jià)值。

 
結(jié)語(yǔ)

SXT-100的推出，標(biāo)志著軟X射線成像技術(shù)正式邁入實(shí)驗(yàn)室普及時(shí)代。其高分辨率、無(wú)損、高通量及多模態(tài)關(guān)聯(lián)的特性，將加速?gòu)幕A(chǔ)細(xì)胞生物學(xué)到納米醫(yī)學(xué)的研究進(jìn)程。隨著技術(shù)迭代與應(yīng)用場(chǎng)景拓展，SXT有望成為解析生命微觀世界的“全能之眼”。

2024年11月， Quantum Design 中國(guó)正式成為愛爾蘭SiriusXT Ltd公司在中國(guó)地區(qū)的獨(dú)家經(jīng)銷商，負(fù)責(zé)SiriusXT公司產(chǎn)品在中國(guó)市場(chǎng)的推廣宣傳、銷售、技術(shù)支持及售后服務(wù)！若您對(duì)設(shè)備有任何問題，歡迎掃碼咨詢，我們的技術(shù)人員將會(huì)第一時(shí)間與您探討設(shè)備方案。
 
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