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全球首创 清华团队开发新型生物组织透明化技术 登上 细胞 杂志
来源:科技日报 百度 图 | 作者:亚洲经济报 | 发布时间 :2025-08-12 | 13 次浏览: | 分享到:
清华大学生物医学工程学院苑克鑫教授团队在国际顶级学术期刊《细胞》(Cell)上发表了一项突破性研究成果——全球首个基于离子液体的生物组织透明化处理技术VIVIT。该技术可将原本不透明的生物组织转化为“玻璃态”,为高精度、三维显微成像提供了全新手段。


人体组织的三维结构蕴含着大量生物医学信息,但由于其不透明性,传统研究方法往往依赖将组织切成数十甚至上百层薄片,再通过二维图像拼接重建三维结构。这种方式不仅耗时费力,还容易因物理切割造成组织变形或结构断裂,导致空间信息丢失甚至误判。

苑克鑫教授指出,尽管已有多种组织透明化技术,但大多采用化学方法,容易引起组织皱缩或膨胀,无法真实还原生命状态下的组织形态。为实现“透明而不变形”的目标,团队开展跨学科攻关,自主研发出一种高折射率离子液体,成功开发出完整的VIVIT技术流程。

我们首次实现了在低温下将生物组织转化为‘玻璃态’,不仅保持了其原有结构,还能在-80℃长期保存,随时取用。苑克鑫介绍道。该“玻璃态”组织避免了冰晶形成带来的机械损伤,为后续显微成像提供了稳定、高质量的样本基础。

研究论文中展示了啮齿类动物、非人灵长类以及人类脑组织经VIVIT处理后,神经突触等亚细胞结构在显微镜下清晰可见。更令人振奋的是,经荧光染料标记后,样本信号强度提升了2至30倍,极大提升了成像灵敏度和分辨率。



这项技术的突破,为实现从微观到宏观尺度的三维数据采集和空间重建提供了坚实基础。团队已在国际上首次实现单神经元水平的“输入—输出”连接关系解析,为深入理解大脑功能与神经环路机制开辟了新路径。

此外,结合团队自主研发的三维重建算法,VIVIT技术还可构建从亚细胞结构到完整器官的高精度三维图谱,真实再现细胞器、神经突触等精细结构的空间分布,为未来绘制器官的纳米级三维“画像”提供了关键技术支撑。

这一全球首创的技术不仅在神经科学领域具有广泛应用前景,也为病理学、发育生物学、再生医学等多个学科带来了革命性的技术革新。