无需同步辐射！实验室里的软 X 射线技术，开启非标记纳米细胞 3D 成像新篇章
发布日期：2025-03-15
软X射线断层成像（Soft X-ray Tomography, SXT）作为一种强大的三维无损成像技术，能够在无需染色或切片的情况下，揭示冷冻生物样本的纳米级超微结构，为科研工作提供了关键的技术支持。然而，传统SXT技术严重依赖大型同步辐射装置，不仅设备成本高昂、使用门槛高，而且实验预约难度大，极大地限制了其广泛应用。
实验室级软 X 射线——SXT-100
近期，爱尔兰公司SiriusXT研发的实验室级软X射线显微镜SXT-100，凭借其创新的激光驱动等离子体光源技术，成功打破了这一困境。它将高分辨率成像功能融入普通实验室的日常研究中，让科研人员无需再受限于大型同步辐射装置，在自己的实验室随时实现高精度的细胞成像。这一突破为细胞生物学、纳米医学以及疾病研究领域带来了全新的非标记纳米水平细胞3D成像工具，并且SXT-100还可结合荧光成像对特定目标在细胞内进行3D共定位，为生物医学提供多样化的表征手段。
五大超卓技术优势
☛ 高分辨率：SXT-100实现了40 nm分辨率，可清晰分辨细胞器（如线粒体、脂滴）及纳米颗粒（如60 nm无机-有机杂化纳米颗粒）。
☛ 高通量：单个细胞的断层扫描时间仅需30分钟至2小时，与传统聚焦离子束扫描电镜（FIB-SEM）长达48小时的耗时相比，优势显著，而且FIB-SEM在检测中还需破坏样本。采用优化后的样品制备方法，如圆柱形薄壁玻璃毛细管，SXT-100S甚至可以在5到10分钟内获取单个细胞的三维结构图像。
☛ 无损成像：基于“水窗”能量（280-530 eV）的软X射线吸收特性，SXT-100可直接对全水合、冷冻样本成像，避免化学固定或染色对结构的干扰。
☛ 结合荧光成像： SXT-100集成荧光显微镜功能，通过荧光信号定位目标区域（如纳米颗粒、细胞器），再利用SXT获取三维结构信息。
☛ 直达冷冻电镜成像：成像后样本可进一步用于冷冻电镜（cryo-EM）或冷冻电子断层扫描（cryo-ET），形成“光-电-射线”多尺度关联成像（CLEXM）。
多领域前沿成果展示
1. 酵母细胞脂噬过程研究
在对冷冻酵母细胞（Saccharomyces cerevisiae）的研究中，SXT-100发挥了特殊优势。如下图所示，SXT成像对冷冻酵母细胞（Saccharomyces cerevisiae）进行3D成像，可以非常直观地展示脂滴（黄色）与消化液泡（棕色）的空间分布动态，揭示饥饿诱导的脂噬（lipophagy）机制。
2. 纳米药物递送在细胞内的3D成像
在HeLa细胞（HeLa）中，SXT-100成功追踪了100 nm荧光聚苯乙烯纳米颗粒（NPs）的溶酶体共定位。如下图所示，SXT-100可以提供荧光信息与纳米药物递送载体在细胞内的3D共定位信息，为优化药物载体设计提供结构依据。
3. 复杂真核生物成像
SXT-100可以对眼虫（Euglena gracilis）进行纳米级3D无标记成像，结合荧光标记叶绿素进行三维结构表征。如下图所示，SXT-100可以清晰呈现鞭毛、类核体及光合膜系统等复杂真核生物内的细胞器结构，为单细胞生物功能研究提供新视角。
专家点评
伦敦国王学院的 Roland Fleck 教授在2024年美国电镜年会上做了“多尺度关联工作流程、低温 CLEM 的挑战和机遇”主题演讲。他指出，SXT-100作为预筛选工具，能够高效识别玻璃化样品中感兴趣的区域，以便进行后续低温TEM分析，显著提高了实验的通量。这一评价充分肯定了SXT-100在科研工作中的重要价值。
结语
SXT-100的推出，标志着软X射线成像技术正式迈入实验室普及时代。其高分辨率、无损、高通量及多模态关联的特性，将加速从基础细胞生物学到纳米医学的研究进程。随着技术迭代与应用场景拓展，SXT有望成为解析生命微观世界的“全能之眼”。
2024年11月， Quantum Design 中国正式成为爱尔兰SiriusXT Ltd公司在中国地区的独家经销商，负责SiriusXT公司产品在中国市场的推广宣传、销售、技术支持及售后服务！若您对设备有任何问题，欢迎扫码咨询，我们的技术人员将会第一时间与您探讨设备方案。
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关于 SiriusXT Ltd
SiriusXT Ltd是成立于爱尔兰的高端设备制造厂商，主要致力于高端软X射线显微镜的研发及生产，其产品SXT-100一经推出，就受到了市场的极大关注，凭借其独特的优势，获得 CoCID (Compact Cell-Imaging Device) 项目235万欧元资助，支持其从细胞结构成像角度助力抗病毒药物的研发。
关于Quantum Design 中国
Quantum Design中国是美国Quantum Design公司在全世界设立的诸多子公司之一。美国Quantum Design公司是先进科学仪器制造商，其研发生产的一系列磁学测量系统及综合物性测量系统已成为先进的测量平台。Quantum Design中国在全权负责美国Quantum Design公司本部产品在中国的销售及售后技术支持的同时，还积极致力于和世界范围内物理、化学、生物领域先进科学仪器制造商进行密切合作，帮助中国市场引进更多全球范围内的优秀设备和技术，助力中国科学家的项目研究和发展。
