北京
图1： 利用内源性含黑色素体的黑色素体作为光穿孔敏化剂，脉冲激光照射B16-F10黑色素瘤细胞。
(a)脉冲激光照射程序的示意图示，该过程导致VNB(气纳米气泡)形成、B16-F10细胞死亡及危险信号释放。(b) 利用明场显微镜(左面板)和暗场显微镜(右面板)(比例条=100微米)对B16-F10细胞的可视化比较。(c) B16-F10细胞内含黑色素的内源性黑色素体的紫外-可见性光谱(相对于最大消光点)，其中内源性黑色素的紫外-可见性光谱(相对于最大消光点)和用于脉冲激光照射的指定波长。(d) 在暗场显微镜图像中检测到围绕B16-F10细胞内源性含黑色素黑色素体产生的VNB(黄色标示)。在激光脉冲发生前后(VNB形成期间)使用Prime BSI Express sCMOS相机拍摄了不同激光脉冲通量(0.33 J/cm2、0.56 J/cm2和0.75 J/cm2)(比例条=100微米)的图像。改编自Ramon等人。
背景
Deep Punj博士是根特大学药学科学学院的科学团队成员，支持围绕细胞药物递送和治疗科学的多项研究项目。作为一名光学工程师，他设计并维护用于先进细胞研究的光学设备。他团队的实验方法常依赖于针对特定实验的荧光显微镜，配合先进光学技术。
Punj博士的一个项目研究光穿孔技术，这是一种通过将激光束聚焦于经过光热纳米颗粒处理的细胞表面，从而在细胞膜中产生纳米气泡的技术。这些激光诱导的气泡成为细胞膜上的临时孔隙，为将治疗分子通过膜引入细胞提供了多种可能性。Punj博士进一步解释道：“纳米颗粒有许多不同类型，如金纳米颗粒、脂质纳米颗粒、多巴胺纳米颗粒......我们利用脉冲激光照射在黑色素瘤细胞中含黑色素体周围生成VNB(蒸气纳米泡)，导致机械细胞损伤并诱导免疫原性细胞死亡(ICD)。”纳米气泡的过程和检测过程总结在图1中。
虽然VNB可用于损伤特定细胞部位，但光穿孔是一种温和的方法，能大幅降低细胞毒性，同时保持高精度。Punj博士提到：“光穿孔相比其他方法能带来高通量，我们的技术利用光穿孔作为电穿孔的潜在替代方案，应用于转染或药物递送。”
挑战
纳米气泡形成是一种具有高时间分辨率的过程，成像这些快速现象需要一台能够跟上纳秒激光脉冲并提供高质量图像且不影响速度和可用性的相机。短曝光时间限制了单帧捕捉的光子预算，因此所需相机的灵敏度极高。
[Prime BSI Express]比我们之前的相机更好、更快、更坚固且更易用，你不用费劲安装或获取数据......我们对这台相机非常满意!——迪普·潘吉博士
解决方案
为满足该实验的技术要求，Punj博士在光学系统中集成了Prime BSI Express sCMOS摄像机，并用MicroManager控制采集，享受了相较于以往相机方案更快的图像采集速度的优势。“之前我们处理的是大约每秒48帧，现在全视场分辨率大约达到100帧......我们甚至可以裁剪，获得更高的速度。这很重要，因为纳米气泡的创造对时间有点敏感。”
Prime BSI Express支持光孔效应的定性和定量分析，同时不影响图像质量。Prime BSI Express具有高灵敏度(读数为1 e-，QE为95%)，是该项目的理想解决方案，利用更优的成像选项进行细胞层面的研究。该光学装置通过多种应用，促进了分子靶向传递的新方法，涵盖从小分子药物到治疗性核酸和蛋白质。
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