三维荧光与电子显微镜关联工作流程全解析：突破乳腺癌细胞研究的技术革新

三维关联成像技术如何推动癌症生物学研究？

在生物医学研究领域，光镜与电镜的融合技术正引发新一轮技术革命。通过整合FEI CorSight系统的三维荧光显微成像与Helios双束电镜的纳米级解析能力，科研人员首次实现了活细胞动态追踪与超微结构解析的无缝衔接。这项突破性技术在乳腺癌HER2蛋白研究中展现巨大潜力，为20%耐药性乳腺癌病例提供了全新研究范式。

微流控载物台：活细胞成像的技术核心

FEI CorSightLive成像模块与微流体载物台实拍图，展示活细胞培养环境与显微成像系统集成方案>

创新设计的微流控载玻片系统（ibidi Well m-Slide）解决了传统技术的三大痛点：

1.支持持续培养液灌注，维持72小时以上活细胞活性

2.实现荧光标记-化学固定的原位处理

3.兼容FEI MAPS软件的坐标自动匹配系统

图1. (A)显示微流体阶段模块的CorSight Live成像模块。(B)ibidi微流体控制模块：舞台温度、泵和二氧化碳孵化控制器。(C)CorSight，显示所有硬件组件，并关闭显微镜台盖。(D)CorSight Live成像模块，舞台盖打开，显示安装的微流体舞台。^[1]

图2. (A)显示多倍放大和透照图像的地图获取用户界面。(B)FEI泵控制器软件。通过在屏幕上选择四个阀门并调整目标压力，可以控制每个阀门。(C-E)自动将荧光旋转盘共焦图像覆盖在透光图像上。^[1]

五步工作流程揭秘：从活细胞追踪到三维重构

步骤1：动态荧光标记

采用旋转圆盘共聚焦技术对MCF7乳腺癌细胞进行时间序列成像，捕捉HER2蛋白的实时分布变化。FEI MAPS软件自动记录每个ROI（感兴趣区域）的时空坐标。

步骤2：智能样本处理

微流控系统同步完成：

• 新鲜培养液梯度灌注
• 光控化学固定触发
• 重金属染色自动渗透

步骤3：纳米级定位匹配

通过特征标记点（Fiducial Markers）实现：

• 亚微米级空间坐标转换（误差<200nm）
• 多模态数据自动对齐
• 三维切片厚度优化（10-50nm可调）

步骤4：双束电镜层析成像

Helios 660系统执行：

• 聚焦离子束（FIB）精密切削
• 背散射电子（BSE）信号采集
• 自动切片计数（单批次>1000片）

步骤5：多模态数据融合

Amira软件实现：

• 荧光信号与细胞器的空间映射
• 耐药性相关膜结构的3D建模
• 交互式数据可视化分析

技术优势：为什么选择集成式CLEM方案？

癌症研究新突破：HER2耐药机制的纳米级证据

通过该工作流程，研究团队首次观察到：

• HER2蛋白簇在细胞膜脂筏中的特异性聚集
• 药物耐受细胞中溶酶体-质膜的异常融合现象
• 纳米级细胞连接结构的动态重塑过程

这些发现为开发针对膜蛋白空间组装的靶向疗法提供了关键依据。

参考文献：[1] C.S. López, C. Bouchet-Marquis, C.P. Arthur, J.L. Riesterer, G. Heiss, G. Thibault, L. Pullan, S. Kwon, J.W. Gray, Chapter 8 - A fully integrated, three-dimensional fluorescence to electron microscopy correlative workflow, Methods in Cell Biology, 2017, 149-164.

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