軟X射線斷層成像（Soft X-ray Tomography, SXT）作為一種強大的三維無損成像技術，能夠在無需染色或切片的情況下，揭示冷凍生物樣本的納米級超微結構，為科研工作提供了關鍵的技術支持。然而，傳統SXT技術嚴重依賴大型同步輻射裝置，不僅設備成本高昂、使用門檻高，而且實驗預約難度大，極大地限制了其廣泛應用。

實驗室級軟 X 射線——SXT-100

近期，愛爾蘭公司SiriusXT研發的實驗室級軟X射線顯微鏡SXT-100，憑借其創新的激光驅動等離子體光源技術，成功打破了這一困境。它將高分辨率成像功能融入普通實驗室的日常研究中，讓科研人員無需再受限于大型同步輻射裝置，在自己的實驗室隨時實現高精度的細胞成像。這一突破為細胞生物學、納米醫學以及疾病研究領域帶來了全新的非標記納米水平細胞3D成像工具，并且SXT-100還可結合熒光成像對特定目標在細胞內進行3D共定位，為生物醫學提供多樣化的表征手段。

 
五大超卓技術優勢

 高分辨率：SXT-100實現了40 nm分辨率，可清晰分辨細胞器（如線粒體、脂滴）及納米顆粒（如60 nm無機-有機雜化納米顆粒）。

 高通量：單個細胞的斷層掃描時間僅需30分鐘至2小時，與傳統聚焦離子束掃描電鏡（FIB-SEM）長達48小時的耗時相比，優勢顯著，而且FIB-SEM在檢測中還需破壞樣本。采用優化后的樣品制備方法，如圓柱形薄壁玻璃毛細管，SXT-100S甚至可以在5到10分鐘內獲取單個細胞的三維結構圖像。

 無損成像：基于“水窗”能量（280-530 eV）的軟X射線吸收特性，SXT-100可直接對全水合、冷凍樣本成像，避免化學固定或染色對結構的干擾。

 結合熒光成像： SXT-100集成熒光顯微鏡功能，通過熒光信號定位目標區域（如納米顆粒、細胞器），再利用SXT獲取三維結構信息。

 直達冷凍電鏡成像：成像后樣本可進一步用于冷凍電鏡（cryo-EM）或冷凍電子斷層掃描（cryo-ET），形成“光-電-射線”多尺度關聯成像（CLEXM）。

多領域前沿成果展示

1. 酵母細胞脂噬過程研究

在對冷凍酵母細胞（Saccharomyces cerevisiae）的研究中，SXT-100發揮了特殊優勢。如下圖所示，SXT成像對冷凍酵母細胞（Saccharomyces cerevisiae）進行3D成像，可以非常直觀地展示脂滴（黃色）與消化液泡（棕色）的空間分布動態，揭示饑餓誘導的脂噬（lipophagy）機制。

 
2. 納米藥物遞送在細胞內的3D成像

在HeLa細胞（HeLa）中，SXT-100成功追蹤了100 nm熒光聚苯乙烯納米顆粒（NPs）的溶酶體共定位。如下圖所示，SXT-100可以提供熒光信息與納米藥物遞送載體在細胞內的3D共定位信息，為優化藥物載體設計提供結構依據。

 
3. 復雜真核生物成像

SXT-100可以對眼蟲（Euglena gracilis）進行納米級3D無標記成像，結合熒光標記葉綠素進行三維結構表征。如下圖所示，SXT-100可以清晰呈現鞭毛、類核體及光合膜系統等復雜真核生物內的細胞器結構，為單細胞生物功能研究提供新視角。

 
專家點評

倫敦國王學院的 Roland Fleck 教授在2024年美國電鏡年會上做了“多尺度關聯工作流程、低溫 CLEM 的挑戰和機遇”主題演講。他指出，SXT-100作為預篩選工具，能夠高效識別玻璃化樣品中感興趣的區域，以便進行后續低溫TEM分析，顯著提高了實驗的通量。這一評價充分肯定了SXT-100在科研工作中的重要價值。

 
結語

SXT-100的推出，標志著軟X射線成像技術正式邁入實驗室普及時代。其高分辨率、無損、高通量及多模態關聯的特性，將加速從基礎細胞生物學到納米醫學的研究進程。隨著技術迭代與應用場景拓展，SXT有望成為解析生命微觀世界的“全能之眼”。

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