中國科學院上海高等研究院（以下簡稱“上海高研院”）在同步輻射單細胞紅外顯微成像領域取得了重要研究進展，為醫學研究與試驗發展注入了新的活力。這一突破性成果標志著我國在細胞水平生物醫學成像技術上邁出了堅實一步，有望為精準醫療、疾病機制探索和新藥研發提供強大的技術支撐。
同步輻射光源是一種強度極高、波長連續可調的優質光源，其紅外波段能夠實現對生物樣品無損、免標記的化學成像。與傳統光學顯微鏡相比，同步輻射紅外顯微成像技術不僅能觀察細胞的形態，更能通過探測細胞內蛋白質、核酸、脂類等生物分子的特定紅外吸收“指紋”，揭示其化學成分與空間分布，從而在單細胞水平解析生命活動的化學基礎。
上海高研院的研究團隊成功將同步輻射紅外光束聚焦至亞微米尺度，實現了對單個活細胞或固定細胞的高空間分辨率、高化學靈敏度的原位成像。研究過程中，團隊克服了光源穩定性、樣品制備、數據處理等一系列技術難題，成功獲取了細胞在不同生理或病理狀態下，其內部關鍵生物分子（如脂滴、蛋白質聚集體等）的精細化學圖譜。這一進展使得研究人員能夠“看見”傳統方法難以捕捉的、與細胞功能或疾病狀態密切相關的細微化學變化。
此項研究的成功，在醫學研究與試驗發展領域具有深遠意義。它為疾病早期診斷提供了新思路。例如，通過分析癌變細胞與正常細胞在分子組成上的紅外光譜差異，有望發現更靈敏、更特異的生物標志物，實現腫瘤的極早期識別。該技術能動態追蹤藥物在單細胞內的代謝過程與作用靶點，極大地加速了創新藥物的篩選與藥效評估，為新藥臨床試驗提供關鍵的前期數據。在研究感染性疾病、神經退行性疾病等復雜疾病的細胞分子機制方面，該技術也能提供獨一無二的化學空間信息，幫助科學家更深入地理解疾病的發生與發展過程。
隨著同步輻射光源技術的不斷升級和數據分析算法的持續優化，單細胞紅外顯微成像技術的空間分辨率和通量有望進一步提升。上海高研院的這一進展，不僅展示了我國大科學裝置在生命科學交叉應用方面的強大能力，也為全球醫學研究提供了一種強有力的新型分析工具。可以預見，這項技術將與基因組學、蛋白質組學等多組學技術深度融合，共同推動醫學研究與試驗發展邁向更精準、更深入的單細胞時代，最終造福人類健康。
