利用光学纳米射流进行超分辨成像与光机械操控用于非破坏性单细胞研究

先进的光子工具可使研究者和临床医生在时空上以单细胞水平可视化、追踪、控制并操控生物过程。生物系统在空间和时间层面上均复杂且高度有序。若我们要研究、扰动、工程化改造或治愈生物实体，必须能够可视化其中的关键要素，并精确且选择性地追踪、控制与操控它们。为实现此目标，非破坏性工具的工程化将使我们能够 interrogation 并操控蛋白质、通路和细胞的功能，从而为医师设计可按需导向并响应生物过程的“智能材料”。在潜在可利用的非破坏性工具中，光驱动尤为可取，因其可实现高时空分辨率、剂量控制、对生物系统的最小扰动及深层组织穿透。在此，我们概述了面向单细胞过程 interrogation 与操控的光激活工具工程化现有方法，并列举可由光控制的研究类型与功能类型。诸如炎症研究以及穿越脑屏障系统研究——通过超分辨成像与光机械操控——是迄今尚未涉足的新兴应用的两个代表性实例。