日本東京大學科研團隊近日取得一項突破性成果，成功研發出一種新型顯微觀測技術，其信號探測范圍較傳統設備擴展14倍，且無需對樣本進行染色標記。這項發表于《自然·通訊》的研究顯示，該技術通過同時捕捉前向與后向散射光信號，實現了對生物樣本從納米級到微米級結構的同步觀測，為活細胞動態研究開辟了新路徑。

傳統顯微技術存在顯著局限：定量相位顯微鏡（QPM）雖能清晰呈現細胞整體結構，卻無法捕捉單個蛋白質等納米級粒子的運動；而干涉散射顯微鏡（iSCAT）雖可追蹤單個分子動態，卻難以提供細胞整體的三維信息。研究團隊核心成員指出，現有技術如同"盲人摸象"，要么只能觀察局部細節，要么只能獲取整體輪廓，難以兼顧多尺度信息。

新技術的突破在于創新性地整合了兩種散射光信號。研究人員通過特殊設計的光學系統，在單次成像中同時記錄前向散射光（反映微米級結構）與后向散射光（捕捉納米級粒子）的疊加信息。經過復雜的算法處理，系統能夠從單張圖像中分離出兩種信號，并構建出包含多尺度信息的復合圖像。實驗數據顯示，該技術可清晰分辨100納米至數微米范圍內的結構變化。

在細胞死亡過程的觀測實驗中，新技術展現出獨特優勢。研究團隊發現，傳統方法需要分別使用不同設備記錄細胞整體形態變化與分子級運動，而新系統可在單次成像中同時獲取這些信息。通過對比前后向散射光的強度差異，系統還能自動計算顆粒大小與折射率，為生物樣本分析提供了全新維度。實驗中，研究人員成功追蹤到細胞凋亡過程中微管網絡解體與線粒體碎片化的同步變化。

這項技術的無標記特性顯著降低了觀測對細胞的干擾。傳統熒光標記方法需要向細胞注入化學染料，可能改變細胞正常生理狀態，且長期觀測會導致光毒性積累。新系統僅利用細胞自身對光的散射特性進行成像，特別適合需要連續監測的活細胞研究。制藥企業已表現出濃厚興趣，認為該技術有望應用于藥物篩選過程中的細胞反應監測。

目前研究團隊正著力提升系統分辨率，計劃將觀測極限推進至50納米以下，以實現對外泌體、病毒等更小顆粒的精準分析。改進后的系統將配備自適應光學模塊，可自動校正生物樣本引起的光波畸變。研究人員特別強調，新技術的核心優勢在于其開放性架構，可與現有多種顯微技術兼容，為生物醫學研究提供模塊化解決方案。