无染色自由游动人精子的高分辨率四维采集

我们提出了一种新采集方法，能够实现自由游动的单个人类精子细胞三维运动与结构的高分辨率、精细细节全重建。我们既获取了精子头部的三维折射率分布，揭示其精细内部细胞器与随时间变化的取向，又实现了精子细胞纤细且高度动态的鞭毛的详细四维定位。活体人类精子细胞在自由游动期间使用高速离轴全息系统采集，该系统不需要任何移动元件或细胞染色。重建仅基于精子细胞的自然运动与一组新算法，实现了详细的四维恢复。使用这种折射率成像方法，我们相信已检测到细胞中归属于中心粒的区域。该方法对于完整精子细胞的生物学检测与临床应用均具有巨大潜力。