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PhotoniX Life：无标记 iSCAT 成像把活细胞随机波动转成细胞状态图谱
学术圈重大事件 · 发布 2026-06-23T14:10:00+08:00 · 更新 2026-06-24T12:32:55+08:00
核心结论
EurekAlert 6 月 23 日发布的 PhotoniX Life 论文显示，南洋理工大学团队用宽场干涉散射显微成像（iSCAT）记录活细胞高速时间序列，再把 30–1250 Hz 范围内的随机光学波动拟合成谱指数图。该方法无需外源荧光标记，可区分有丝分裂、凋亡和不同甲状腺癌细胞亚型，意义在于给长期活细胞观察和细胞治疗质控提供一类内源动力学读数。
EurekAlert 6 月 23 日发布的消息显示，南洋理工大学研究者在 PhotoniX Life 发表论文，提出一种基于宽场干涉散射显微镜的无标记活细胞动力学成像方法。它关注的不是传统静态形态或荧光标记信号，而是细胞内部细胞器、大分子、膜和骨架结构在热运动与主动过程中的细微光学波动。
技术路径是对高速 iSCAT 图像序列逐像素做功率谱密度分析。团队观察到，多种细胞区域的 iSCAT 信号在 30–1250 Hz 范围内大体符合反幂律关系，并把谱指数 α、谱幅度 β 和拟合优度 R² 编码进 HSV 色彩空间，生成二维谱指数图。换句话说，细胞内看似随机的纳米尺度波动，被转换成可比较的空间图谱。
论文展示了几个验证场景：HeLa 细胞中，有丝分裂细胞和间期细胞在谱指数图上可区分，且可追踪有丝分裂进程；过氧化氢诱导凋亡后，图谱显示谱指数异质性上升，并出现与膜起泡相关的高 α 区域；在甲状腺癌细胞中，乳头状、滤泡状和未分化癌细胞亚型呈现随恶性程度增加而降低的中位谱指数。
这对细胞生物学和生物制造的价值在于，研究者可以在不引入外源标签的情况下，连续观察同一批活细胞的状态变化。对机械生物学、癌症细胞状态识别、干细胞分化和细胞治疗质控而言，无标记意味着更少扰动，也更容易做纵向追踪。
仍需观察的是，谱指数图本身是统计读数，不等同于直接识别某个分子事件。不同显微系统、采样频率、培养条件和细胞密度都可能影响结果。后续关键在于标准化采集流程、建立跨实验室基准，并把图谱变化同转录组、蛋白组或功能实验对应起来。
信息来源
可信度说明
来源为 EurekAlert 上由中国光学工程学会发布的同行评议论文新闻稿，并给出 PhotoniX Life DOI、研究方法、研究对象和资助信息。新闻稿可信度较高，但本文未独立复算图像分析流程；方法能否成为临床或生产质控工具，还需跨实验室、跨仪器和大样本验证。
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