研究人员创造了一种观察活哺乳动物细胞的新方法。利用一种称为软X射线自由电子激光的强激光，团队能够以飞秒（即万亿分之一秒）的速度产生快速光脉冲。这使他们首次能够在不造成软X射线辐射损害的情况下捕捉到活细胞内碳基结构的图像。采用这种技术，科学家们首次能够拍摄到活细胞中碳基结构的照片而不对其造成损害。他们开发了沃尔特镜，这是一种高精度的镜子，以便显微镜能够以高空间分辨率和宽视场捕捉图像。在未来，团队计划使用该显微镜更好地理解细胞生物学不断变化的本质。
你知道有软X射线和硬X射线吗？如果你经历过机场安检或遭受过骨折，那么你最有可能接触到的是硬X射线。软X射线通常仅用于研究目的，例如研究生物学、化学、矿物和陨石。这些射线能够提供亚细胞水平的详细图像，并提供关于样本的化学信息。然而，由于所需专用设备的限制以及它们对生物中活细胞造成的损害，其使用受到限制。
尽管如此，一组研究人员开发了一种新的软X射线显微镜，使他们首次能够观察到活哺乳动物细胞。他们能够捕捉到细胞内碳结构的图像，这在以前的其他技术中未曾见过。碳是生命的重要元素，而这台新显微镜使我们能够以新的方式探索这一我们自身的基本部分。该显微镜由软X射线自由电子激光和高精度的沃尔特镜组成。这些镜子通常用于X射线望远镜观察太空，是由东京大学助理教授江河悟开发的技术制造的。软X射线自由电子激光以数十飞秒的速度提供快速脉冲照明。这是用软X射线自由电子激光对较大哺乳动物细胞成像的突破。超短辐射脉冲使团队能够在辐射损害改变细胞结构之前捕获活细胞的图像。沃尔特镜用于照明和成像，提供了宽视场并能够承受强激光辐射而不出现色彩失真。这使得它们非常适合在各种波长下观察样本。该方法以前已用于研究较小的病毒和细菌，但使用沃尔特镜使团队成功地用软X射线自由电子激光成像较大哺乳动物细胞。使用了更厚的样本架，以便提供更宽的视场并容纳更大的细胞。最终生成的图像揭示了细胞内碳含量的前所未见的细节，超越了电子显微镜和荧光显微镜的能力。
江河在发现核仁与核膜之间的碳通路时感到惊讶，这在以前的可见光显微镜中未曾观察到。此外，更亮的软X射线自由电子激光现在已经可以使用，承诺未来提供更清晰的图像。团队正在努力升级显微镜，通过添加更亮的激光和更精确的沃尔特镜观察更多生化元素。这可能有助于揭示活细胞内的重要反应和相互作用。
