青科沙龙第88期 | Cell Research-基于透明化包埋技术的外周神经连接图谱成像
生物医学成像正在由二维走向三维。获取完整的生物组织介观尺度三维结构信息是生命科学基础研究的重要目标。然而，组织的不透明性极大地阻碍了光学成像的深度。为什么生物物质看起来是不透明的呢？首要原因是光的散射。生物组织中含有水、脂肪、蛋白质、矿物质等多种成分，其不均匀分布会导致光发生强烈的散射，使光无法直接穿过组织。另一方面，机体内的血红蛋白、黑色素等物质可吸收光，限制光线通过。为了解决上述两个问题，组织透明化技术由此诞生。一方面，通过脱色技术减少光的吸收，另一方面，利用含有高折射率介质的透明液取代样本中水分和脂质，平衡组织折射率，减少光的散射，从而使组织实现光学透明。
一个常见生活现象可以很好地帮助我们理解组织透明化技术的原理。当我们把一整块透明的冰砸碎后，冰渣是不透明的白色。因为里面的水、冰、空气三种组分折射率差异巨大。接着我们把碎冰放入水中，冰渣会立刻变回透明。组织透明化技术的过程其实与此过程原理完全一致。
赵瑚教授团队是著名的全组织透明化技术PEGASOS (Polyethylene glycol (PEG) Associated Solvent System) 的开创者。自2018年问世以来，PEGASOS技术凭借其“透明度高、内源性荧光保存好、易用无毒无挥发，适用性广”等优势获得诸多研究者的认可，成为一种被广泛应用的组织透明化方法。然而，无论是PEGASOS技术还是其他的油性、水性、水凝胶组织透明化技术，至今都无法很好地实现全脑介观神经投射图谱的构建，而包含外周和中枢神经在内的全身完整神经的高分辨率成像及投射重建似乎更是天方夜谭。究其原因，主要是：1）样本无法做到完全透明，随着成像深度增加，微小的光学象差累积，造成荧光信号质量和信号强度的丢失；2）高分辨率镜头往往工作距离有限，不能拍摄太厚的样本。
那么，有没有一种办法可以突破这种限制呢？新概念的TESOS透明化包埋技术应运而生。
