化工仪器网手机版
移动端访问更便捷
哈工大团队开发新型显微成像技术 实现单分子三维运动与光谱同步追踪
2025年10月25日 15:53:43
来源：化工仪器网 作者：宋池 点击量：5268
哈尔滨工业大学联合团队成功开发“三维目标锁定单分子光谱动态成像技术”（3D-SpecDIM）。该技术突破传统成像局限，首次实现同步追踪单个生物分子的三维运动轨迹及其所处微环境的实时变化，为揭示线粒体自噬等生命过程提供了全新研究工具。
近日，哈尔滨工业大学深圳校区与合作团队在单分子显微成像技术领域取得重要进展。该校计算机科学与技术学院张永兵教授团队与深圳湾实验室侯尚国研究员团队，共同开发出一种名为“三维目标锁定单分子光谱动态成像显微技术（3D-SpecDIM）”的新方法，能够同步捕捉生物体内单个分子的三维运动轨迹及其所处微环境的理化变化。该研究成果已发表于国际学术期刊《自然通讯》。
在生命科学领域，实时观测单个分子的运动与变化对于理解细胞活动、疾病机制及药物研发具有重要意义。传统成像技术通常只能获取大量分子的平均信号，难以精确反映单个分子的动态行为。单分子研究技术则致力于实现对个体分子的精准追踪。
然而，在单分子层面同时高精度追踪其快速运动并获取其光谱信息一直面临技术挑战。分子运动速度快、可探测光子数有限，传统方法往往难以兼顾轨迹追踪的连续性与环境信息的完整性。
据论文介绍，研究团队通过将三维主动反馈追踪技术与高速光谱检测相结合，开发出3D-SpecDIM技术。该方法能够以毫秒级时间分辨率和纳米级空间分辨率记录单分子的三维运动，同时同步解析其随环境变化的光谱细节。
为验证技术性能，研究团队进行了系统测试。结果显示，结合深度学习的光谱定位算法，该系统对荧光微球的光谱峰值定位精度最高可达0.3纳米，较传统方法提升30%以上。在甘油溶液中，成功实现了对单个染料分子数秒长时间的光谱动态观测。
在实际生物过程应用中，该技术显示出独特优势。在线粒体自噬过程监测中，研究人员首次在单个线粒体水平上实现了对自噬过程酸碱值变化的实时定量全流程监测。在细胞凋亡起泡实验中，该方法同步捕捉到了膜极性动态下降与膜形态变化的相关性。
研究人员表示，3D-SpecDIM技术为揭示如线粒体自噬和细胞凋亡等复杂生命过程提供了全新研究工具，有望在生物医学研究领域发挥重要作用。
相关阅读 Related Reading
查看更多+-
大连理工大学发布多项仪器采购意向，预算总金额12392.79万元。2026-04-23 09:08:44
-
预算超3.59亿 天津中医药大学第一附属医院医疗仪器设备采购意向发布
天津中医药大学第一附属医院发布2026年度医疗仪器设备采购意向，预算金额达35968.34万元。2026-04-21 09:54:04 -
近日，中国计量大学就“中国计量大学优势特色学科设备更新项目（项目11）”发布公开招标公告，预算金额为782.9万元。2026-04-21 09:45:23
-
近日，山东省林业科学研究院就“山东省黄河三角洲林木遗传育种国家林业和草原局重点实验室建设项目采购专用仪器设备”发布公开招标公告，预...2026-04-20 13:13:11
-
西湖大学章永登团队开发了镜面增强4Pi单分子定位成像技术（me4Pi-SMLM），采用单物镜与反射镜结构替代传统双物镜设计，将轴向...2026-04-18 08:54:59
-
预算超8900万元！首都医科大学大批科研仪器设备更新项目招标
首都医科大学公布大批科研仪器设备更新招标项目，预算总金额8905.4444万元。2026-04-17 13:10:38
版权与免责声明
- ①凡本网注明“来源：化工仪器网”的所有作品，均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明“来源：化工仪器网”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
- ②本网转载并注明自其他来源（非化工仪器网）的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品第一来源，并自负版权等法律责任。
- ③如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
