无需同步辐射！实验室软 X 射线技术，实现非标记纳米细胞 3D 成像

    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。

 

产品详情：

软X射线细胞结构显微镜——SXT-100