Липидные капли как эндогенные внутриклеточные микролинзы

Для мониторинга внутриклеточных изменений и детекции внеклеточных сигналов развиваются методы биовизуализации. Прогресс в оптической микроскопии связан с микросферами, которые усиливают сбор сигнала и позволяют проводить сверхразрешающую визуализацию. Однако искусственные микросферы обладают низкой биосовместимостью.

Исследователи из Института нанофотоники Университета Цзинань (Китай) и CNR-ISASI (Италия) показали, что липидные капли — динамические структуры, естественно присутствующие в клетках, — могут работать как внутриклеточные микролинзы. Благодаря сферической форме и более высокому показателю преломления, чем у цитоплазмы, они эффективно фокусируют как возбуждающий свет, так и флуоресцентные сигналы.

Контактный режим: визуализация внутри клетки

В этом режиме липидные капли значительно повышают эффективность сбора флуоресцентного сигнала от субклеточных структур. Это позволяет снизить требуемую мощность возбуждения до 73%. С помощью оптических пинцетов капли можно перемещать внутри живой клетки для усиленной визуализации микрофиламентов, лизосом и аденовирусов.

Бесконтактный режим: детекция вне клетки

Из-за разницы в показателе преломления липидные капли имеют большую фокусную длину. В бесконтактном режиме они фокусируют возбуждающий свет, усиливая флуоресценцию от внеклеточной среды. В экспериментах это позволило эффективно детектировать флуоресцентные сигналы раковых клеток во внеклеточной жидкости.

Перспективы: Линзовый эффект липидных капель может быть использован для создания полностью биосовместимых инструментов для биосенсинга, эндоскопического анализа и диагностики на уровне одной клетки. Это также открывает возможности для конструирования разнообразных эндогенных фотонных устройств.