将病毒变成“纳米间谍” 描绘细胞清晰图像
国际先驱导报文章 一本科幻小说里曾描绘过这样一个情景：一群感光的纳米粒子漫游在一个人的身体中，它们帮助医生绘制出这个人的终极医学系统映射图。
在现实中，生物学家希望能把病毒改造成“纳米摄像机”，由此拍下能展现活细胞内部情形的、独一无二的图像，并由此使人们更好地了解病毒自身工作的原理。
美国印第安纳大学的波格丹·德拉格内亚和他所领导的一个研究团队正在努力实现这一计划。他们准备将载有黄金粒子的病毒输入细胞内，由此获得描绘细胞化学和物理活动的、前所未有的清晰图像。
目前，研究人员普遍使用一种名为“拉曼”的光谱技术来研究活细胞。当激光照射到某些物质上时，绝大多数散射光有着与入射光一致的波长。但是一部分名为“拉曼”光谱的散射光却有着不一样的波长，这是由于受激物质中的一些分子发生了特殊的振动。据此，研究人员可以绘制出细胞的初级特征形态图。
“拉曼”光谱非常虚弱，而把黄金纳米粒子导入细胞可以增强“拉曼”信号，其强度可以扩至5倍甚至更多。不幸的是，细胞把黄金纳米粒子当成异物，会迅速将其清除。但是，病毒已经能够抗拒这种被排斥性。因此波格丹决定使用病毒来充当特洛伊木马，它们将把黄金纳米粒子偷偷带入细胞内。
为此，研究人员采用一种“雀麦草花叶病毒”来感染大麦，感染前先把这一病毒放置在一种碱性溶液中。这可以令病毒的外壳消解在氨基酸成分中。接着，他们降低溶液的pH值来让病毒重组，此时溶液中存在着直径仅为5纳米的黄金粒子。病毒重组完成后，大多数病毒外壳下包含的是这些黄金粒子，而非先前的病毒RNA。
把病毒放置在一种模拟细胞质的培养基中，用一种绿色激光探击病毒，这时病毒外壳上的某些氨基酸会发射出典型的“拉曼”信号，而黄金纳米粒子强化了这些信号。
“这使得我们能够通过显微镜来对一个病毒进行单独观察”，波格丹说——迄今为止，生物学家们对病毒的研究还主要是以种群为单位。
普林斯顿大学的病毒学家林恩·恩奎斯特说，这一技术是一次突破。“我们目前对个体病毒的观察方式还只限于通过使用电子显微镜来观察固定标本”，他说，“若能对活体细胞内的个体病毒进行成像处理，这将是一项了不起的技术。”
病毒也能绘制出细胞的化学性质图，因为“拉曼”信号的变化依赖于病毒环境的pH值或电离值强度的变化。如此绘制出的化学性质图，将拥有一个令人震惊的解析度——大约30纳米，也就是病毒的直径。
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