水凝胶“脱水收缩”发Science，“溶胀”再发Nature Biotechnology！

全面了解一个生物系统，需要精确了解从组织到单个生物分子各成分结构在不同尺度上的空间排列。尽管已经存在超分辨率光学显微镜来观察组织和细胞超微结构，但机器昂贵，需要处理复杂数据，且分辨率对于生命科学的研究仍然不够。

膨胀显微镜简单的说就是把生物标本嵌入交联的水凝胶中，之后利用凝胶溶胀各向同性地放大生物标本，实现了利用常规光学显微镜进行纳米成像。目前的膨胀显微镜需要事先用定制的活性锚定化学品处理，以将特定的标签和生物分子连接固定到凝胶上。这一锚定步骤限制了膨胀显微镜的进一步广泛应用。

基于这一挑战，卡内基梅隆大学招泳欣团队开发了一种名为Magnify的膨胀显微镜方法，利用改进的水凝胶，保留核酸、蛋白质和脂质，而不需要单独的锚定步骤。经过缓冲溶液、酶处理，使含有生物标本的凝胶溶胀至11倍，如此用常规光学显微镜上约280 nm的衍射限制物镜对细胞和组织进行成像，分辨率约为25 nm；如结合超分辨率的光学波动成像，则有效分辨率降为约15 nm。相关成果以“Magnify is a universal molecular anchoring strategy for expansion microscopy”发表于最新一期Nature Biotechnology。

值得一提的是，首先在水凝胶中进行飞秒激光图案化，利用丙烯酸基水凝胶在水中溶胀，在酸处理、干燥处理后脱水体积收缩的原理，实现了20-200纳米分辨率二维、三维结构的制造，相关成果以““Three-dimensional nanofabrication via ultrafast laser patterning and kinetically regulated material assembly”为题，发表在Science上。（解读：香港中文大学陈世祈/卡内基梅隆大学招泳欣Science：水凝胶作模板！超快、超高分辨率的3D纳米制造）

封面来源：图虫创意