清华大学团队突破生物成像极限，全球首次清晰展现大脑内部运作

抖音推荐 2025年08月18日 18:17 1 admin

清华大学生物医学工程学院苑克鑫副教授团队在组织透明化技术领域取得革命性突破，成功开发出名为VIVIT的"玻璃态组织透明化"技术，能够在保持生物组织完整结构的前提下实现前所未有的透明度。这项研究成果已于8月11日发表在顶级学术期刊《细胞》上，标志着生物医学成像技术进入全新时代。

VIVIT技术的核心创新在于首次实现了生物组织在低温环境下的"玻璃态"转化。通过团队自主研发的高折射率离子液体，原本不透光的大脑、心脏等器官能够在物理结构保持稳定的同时获得光学透明性。实验数据显示，经过VIVIT处理的组织形变率低于5%，远超现有透明化技术的精度要求。

技术突破解决三大难题

传统的组织透明化方法长期面临三个核心技术瓶颈：组织透明度不足、结构形变严重以及荧光信号损失。苑克鑫团队的VIVIT技术同时解决了这些问题，实现了组织透明化领域的技术突破。

该技术的独特之处在于利用玻璃态物质的特殊性质。在低温条件下，生物组织转化为玻璃态后不会因为形成晶体而产生结构变形，同时保持了优异的光学性能。这种状态下的组织样本可以长期保存，为后续的深入研究提供了稳定的基础。

结合团队自主开发的重建算法，VIVIT技术能够构建从亚细胞到全器官的完整三维图谱。这一能力使得研究人员可以精准再现细胞器、神经突触等精细结构的位置和形态，为各种器官绘制纳米级精度的三维地图。

在神经科学领域，VIVIT技术展现出巨大的应用潜力。该技术能够清晰展现人类大脑中单个神经元的微连接，为理解大脑的复杂网络结构提供了前所未有的观察手段。研究团队已经成功将该技术应用于小鼠器官的研究，获得了高度准确和生动的三维图像。

神经退行性疾病的研究将从这一技术中显著受益。传统的组织切片方法只能提供二维信息，难以全面反映神经网络的三维结构变化。VIVIT技术使得研究人员能够在不破坏组织完整性的前提下，观察整个大脑的结构变化和病理过程，为阿尔茨海默病、帕金森病等疾病的机理研究开辟了新路径。

除了神经科学，VIVIT技术在多个生物医学领域都显示出广阔的应用前景。在病理学研究中，该技术能够帮助医生更准确地识别肿瘤的三维分布和侵袭模式，为癌症诊断和治疗方案制定提供更精确的信息。

在发育生物学领域，研究人员可以利用这一技术观察器官发育的完整过程，理解胚胎发育过程中各种分子信号的空间分布和时间变化。再生医学研究也将受益于这一技术，通过观察组织再生过程中的三维结构变化，优化再生治疗策略。

骨科学研究是另一个重要的应用领域。VIVIT技术使得研究者能够清晰观察到骨内的细微结构，包括骨小梁、骨髓腔以及与骨组织相互作用的神经和血管网络，为骨科疾病的治疗提供新的理论基础。

VIVIT技术的成功开发不仅是一项技术突破，更代表了医学成像理念的重大转变。从传统的破坏性检查向无损检测的转变，从二维平面观察向三维立体成像的升级，这些变化将深刻影响未来医学研究和临床诊断的发展方向。

该技术还为开发新型透化试剂和专用显微镜设备提供了理论基础。随着技术的不断完善，未来有望实现从完整机体系统获取结构和分子信息，促进对完整生物系统的综合理解。

苑克鑫团队的这一创新成果不仅填补了国际技术空白，也为中国在生物医学工程领域的发展注入了新动力。通过持续的技术创新和应用拓展，这项技术有望在疾病诊断、药物开发、个性化治疗等多个方面发挥重要作用，最终惠及全球患者。

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