近年來，超分辨成像技術憑借突破傳統(tǒng)顯微鏡的分辨率極限，為生物學家提供了一種從活細胞中提取定量信息的新方式。然而，由于缺乏精細調控的多功能細胞操控平臺，超分辨成像的潛力并沒有被充分利用。微流控技術是生命科學研究中的重要工具，可以用來精確地控制液體和氣體在微觀尺度下的流動，不僅設計上靈活多變，而且生物相容性良好，已成為細胞和生物分子處理和檢測的理想工具。將微流控技術與超分辨顯微鏡技術相結合，為細胞復雜結構和生物功能的研究，提供了納米尺度的洞察新方式。

近期，國科溫州研究院羅春雄教授團隊在Small期刊發(fā)表題為“When Super-Resolution Microscopy Meets Microfluidics: Enhanced Biological Imaging and Analysis with Unprecedented Resolution”的綜述文章，系統(tǒng)地概述了微流控技術與超分辨成像技術結合所促進的多樣化前沿應用，及對生物學研究提供的更多可能性。

微流控芯片與超分辨成像技術結合示意圖

具體而言，微流控技術在超分辨成像技術應用中的主要優(yōu)勢包括以下幾點：

（1）高通量和整合型平臺

微流控技術可以提供高通量和整合型的平臺，自動化平行處理多個樣品及實驗步驟，使復雜的超分辨成像實驗流程，如STORM和DNA-PAINT，變得簡單和高效，可以為探究生物樣品的微觀結構和生物過程提供大量的統(tǒng)計性數(shù)據(jù)。

用于超分辨成像的高通量微流控平臺

（2）長時間精確控制活細胞的定位

超分辨成像需要穩(wěn)定的細胞定位來獲得納米尺度的成像結果，這對于活細胞常常是極困難的，尤其是非貼壁細胞。微流控技術能夠利用微尺寸限制或微閥門，在保證細胞活性的同時，長時間精確地控制單細胞定位，提高超分辨成像的分辨率和準確性。

微流控器件用于細胞操縱和光引導

（3）拓展超分辨成像的應用領域

微流控芯片可以定量構建濃度梯度和剪切力，也可以與光、聲、電等元件配合，還原細胞真實的微環(huán)境。在這種條件下與超分辨成像技術結合，可以深入研究細胞內復雜的生物過程中的微觀結構變化。

微流控技術拓寬了超分辨成像的應用領域

同時，作者還提出了微流控技術與超分辨成像技術結合的應用展望。比如，在細胞間相互作用過程中闡釋蛋白的動態(tài)過程，利用微流控芯片對超分辨熒光染料分子進行高通量篩選等。當然，這兩種強大技術的結合也會面臨一些挑戰(zhàn)，包括研究人員的多學科背景、高通量實驗結果的數(shù)據(jù)分析等需求。在未來，微流控技術和超分辨成像技術的結合方法，將為細胞學、生物學和醫(yī)學研究提供更多新的可能性。

審核編輯：劉清