2020.03.20

導讀：

新型冠狀病毒的出現將病毒又一次帶入了人們的視線。此時此刻，醫務工作者正奮戰在前線全力救治，科研人員也在積極地對病毒進行研究並研發有效藥物。那麼關於病毒研究，你想知道它的痛點是什麼嗎？如何找到安全妥善的解決方案？下面讓我們一同探討。

一、病毒研究中的痛點

病毒是一種可以在其它生物體間傳播並感染生物體的微小生物，在此研究過程中一直存在幾大痛點：

1.       多數病毒具有危險性

多數病毒具有危險性，需要在符合一定安全標準的實驗室進行，國際上將生物實驗室按照生物安全水準（Biosafety level，BSL）從低到高分為P1（Protection level 1），P2，P3和P4四個等級。對於一些高危病毒，如禽流感病毒、新型冠狀病毒、埃博拉病毒等的研究，通常必須在昂貴的P3或P4實驗室進行。

2.     病毒顆粒微小，難以觀測

病毒平均直徑為100 nm，由於它的大小低於光衍射極限，解析度在200-250nm的光學顯微鏡沒法觀測，需要解析度原低於100nm的顯微鏡才可以。

二、安全且有效的病毒研究方案，需要滿足什麼條件

對於病毒研究，我們希望能夠表徵單個病毒顆粒。目前市場上用於病毒研究解析度低於100nm的顯微鏡主要有電子顯微鏡和超高解析度顯微鏡等等。其中電子顯微鏡解析度高，適合觀測固定樣品，然而不能觀測物件的不同組分，更不能觀測運動中的樣品，但是這些功能對於研究病毒的致病機制和研發抗病毒藥物都至關重要。超高解析度顯微鏡正好可以解決這些問題，但是因為設計理念和技術水準的原因，傳統的超高解析度顯微鏡操作較為複雜、體型較為龐大，不太適合放入成本高昂的P3、P4實驗室，也不太適合放入體積有限的生物安全櫃。

綜上所需，若想安全有效的進行病毒研究，需滿足以下條件

1.       體型小巧，

2.      安全性高

3.      操作簡單

4.      遠端操作

5.      解析度高

三、Nanoimager——可以讓您在生物安全櫃中觀測活病毒的研究方案

單分子成像與功能分析系統-Nanoimager是經過8年時間研發而成的一種新型的單分子顯微鏡，它突破了傳統光學的衍射極限，XY軸解析度<20nm、Z軸解析度<50nm。Nanoimager體積小巧，占地面積相當於一張A4紙，可以放置在一個封閉的生物安全櫃中。使研究人員能夠在長時間內進行活細胞成像。儀器的自動化也更有利於研究人員在有限的時間內完成病毒等生物學相關研究，是一個集成病毒多參數表徵的研究平臺。Nanoimager滿足了目前對病毒研究所需的條件。

四、Nanoimager病毒研究應用舉例

案例一：

Nanoimager通過使用dSTORM成像技術視覺化單個病毒，確定病毒大小、評估病毒顆粒含量、分析其統計學分佈。

案例二：

Nanoimager通過使用Single Particle Tracking技術來追蹤病毒在細胞中的運動軌跡，有助於研究人員深入瞭解病毒顆粒在宿主細胞中的動力學和作用機制，其在感染週期中的行為以及某些藥物如何改變這些病毒行為的過程。

五、Nanoimager 單分子成像與功能分析系統特點

1.       體積小，無需特殊環境：Nanoimager設計緊湊，單位面積小於A4紙。使用安全無害的一級鐳射，可在任何辦公室、實驗室和教室使用，無需額外配置溫控房間、光學平臺、鐳射室或暗室，使用更便捷，同時降低使用者配套設施所需成本花費。Nanoimager的封閉式設計能夠防止偏移發生並阻止灰塵和其他污染物進入，可以一直保持在正常工作狀態。同時因體積小巧，對於BSL-3/4等級的實驗單位而言，可以直接放置於無菌操作臺內，輕易實現單分子成像的同時也符合安全規範。

2.      操作簡便，無需校準：Nanoimager可以始終保持校準狀態。樣品準備好後可以直接成像，無需花費時間進行調試和校正，簡單易用的設計特點輕易讓任何無光學顯微鏡經驗的研究者能輕易上手並獲取高品質影像與資料，無需配置專門技術人員操作使用。

3.      多種先進成像技術，更多應用：包括dSTORM/PALM單分子成像模組, Single Particle Tracking單分子動態追蹤與定量, Single-Molecule FRET分子間相互作用及SIM/Confocol快速成像模組。為目前市場上性價比較高的單分子成像系統，可滿足不同研究應用領域所需。可以在標記的基礎上來研究病毒的形狀、結構和分佈，深入瞭解在宿主細胞中病毒顆粒的動力學，跟蹤並瞭解病毒在細胞內的運動軌跡和作用機制以及某些藥物如何改變這些動力學過程。

4.      20nm超高解析度：Nanoimager突破了傳統光學的衍射極限，在空間上精度定位，使得橫向解析度可達20nm、軸向解析度可達50nm。

5.      超大視野：相較傳統高分辨顯微成像設備只有20 µm x 20 µm的成像視野，Nanoimager的每個成像通道均有50 µm x 80 µm的超大視野。可以實現單分子或細胞的高通量成像並快速資料獲取，顯著提高實驗效率與資料量，因此大視野與超分辨成像的結合是Nanoimager的優勢。

6.      相容活細胞樣本：Nanoimager可相容活細胞樣本，儀器可精准控制溫度，因此支援活細胞的單分子進行長時間成像和機制研究。

7.       微流控灌流設計：Nanoimager具備微流控灌流設計，可實現自動化樣本製備與灌流等相關應用，借此可提高樣本製備品質與應用場景、同時降低人為操作誤差與繁瑣步驟。

六、Nanoimager應用領域

Nanoimager可以在超高解析度水準揭示分子（蛋白、核酸、脂類）、亞細胞器、細胞器、細胞核、細胞之間的相互作用、結構和功能，應用於細胞外囊泡、病毒、細胞表型、免疫學、免疫腫瘤學、神經生物學、細菌學、表觀遺傳學、細胞結構等領域的基礎研究和實際應用開發。