化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院分析科學(xué)研究中心唐宏武教授申請的2018年度國家重大科研儀器研制項目（自由申請）“用于活細(xì)胞內(nèi)單顆粒示蹤和實時操縱的光鑷顯微鏡”通過國家自然科學(xué)基金的通訊評審和會議評審，獲批資助，項目直接經(jīng)費595萬元。該項目是我院獲得的首個國家重大科研儀器研制項目。
該項目提出以倒置熒光顯微鏡為基本平臺，同時構(gòu)建高速多通道共焦熒光成像系統(tǒng)和近紅外雙光鑷操縱系統(tǒng)，研制一臺用于活細(xì)胞內(nèi)單顆粒示蹤和實時操縱的光鑷顯微鏡，以解決以下科學(xué)和技術(shù)問題：對病毒侵染宿主細(xì)胞的過程進(jìn)行示蹤，在獲取相關(guān)化學(xué)、生物信息的同時，對病毒粒子進(jìn)行操縱以準(zhǔn)確獲取各種力學(xué)參數(shù)，詮釋病毒侵染宿主細(xì)胞過程中的力學(xué)機制。在迄今的文獻(xiàn)報道中，一般都采用細(xì)胞內(nèi)吞等方式將人工合成的微粒（如粒徑數(shù)百納米的聚苯乙烯微球或硅球）導(dǎo)入活細(xì)胞，通過光鑷操縱微粒來獲取活細(xì)胞內(nèi)各種馬達(dá)蛋白的力學(xué)參數(shù)，但這種方式對細(xì)胞的損傷很大，該儀器項目首次提出基于病毒侵染宿主細(xì)胞這一天然的生命過程來研究相關(guān)問題，有可能克服以上不足。由于病毒顆粒的尺寸很?。?/span>50-200 nm），示蹤和光鑷操縱都十分困難，該項目提出采用發(fā)光納米標(biāo)記病毒的策略，不僅可實現(xiàn)宿主細(xì)胞內(nèi)病毒的示蹤，還提高了病毒粒子的極化率，從而顯著增大光阱力以提高光鑷捕獲和操縱的可能性。此外，由于細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境不同，目前已經(jīng)報道的采用光鑷技術(shù)用于細(xì)胞內(nèi)外單分子操縱的結(jié)果差異很大，因此如何準(zhǔn)確獲取細(xì)胞內(nèi)光鑷操縱結(jié)果，一直是一個難題。該儀器項目擬采用一種“主動-被動校正法”實現(xiàn)對細(xì)胞內(nèi)分析結(jié)果的可靠校正。因此，該項目通過解決上述難題，可以同步獲取細(xì)胞內(nèi)單顆粒的化學(xué)、生物、力學(xué)信息，使待研制儀器在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有強大功能。
近六年來，在國家重點學(xué)科-分析化學(xué)學(xué)術(shù)帶頭人龐代文教授的支持下，唐宏武教授獲得了三項有關(guān)光鑷技術(shù)研究的國家自然科學(xué)基金面上項目的資助，構(gòu)建了兩臺具有不同功能的光鑷裝置，并獲得了一系列研究成果，在此基礎(chǔ)上建立了“納米光鑷技術(shù)”這一新的研究方向。
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