新技术让我们拥有透视的“X 光眼”！Cell：我国科学家利用离子液体使整个器官像玻璃一样透明，同时保留了复杂的组织细节

来源：100医药网 2025-08-28 09:33

本研究团队研发的 “基于离子液体溶剂的玻璃化跨尺度生物结构体积检测”（VIVIT）技术，堪称组织透明化领域的一次革命性突破！

你能想象吗？大脑、心脏这些原本不透明的人体精密器官，如今能像玻璃一样变得通透，内部的细微结构清晰可见，就如同拥有了一双能透视人体的 X 光眼 。这可不是科幻电影里的情节，而是中国科研团队实实在在的科研成果。

清华大学生物医学工程学院研究团队研发的全新技术，让这一神奇场景成为现实，相关研究成果发表在国际顶尖期刊《细胞》（Cell）上。

一直以来，生物研究中想要了解组织内部的信息困难重重。生物组织本身不透明，传统方法只能把样本切成几十层甚至上百层薄片，再逐张拼接还原内部结构，这一过程不仅耗时费力，还容易因物理切割造成组织变形或结构断裂，导致空间信息缺失和误判。为了解决这些问题，组织透明化技术应运而生，它通过化学方法让完整组织变得光学透明，进而在不切片的前提下直接实现深层成像。但可惜，现有透明化技术大多使用有机溶剂或水溶液，处理后组织会明显皱缩或泡发，无法呈现生命状态下的组织原状，而且荧光信号损耗大、冷冻易损等难题也限制了其进一步发展。

本研究团队研发的 基于离子液体溶剂的玻璃化跨尺度生物结构体积检测 （VIVIT）技术，堪称组织透明化领域的一次革命性突破！这项技术的关键在于使用了离子液体（ILs），这是一种很特别的盐类物质，即便在低温下也能保持液态。利用离子液体处理生物样本时，会启动神奇的玻璃化过程：当组织冷却，它会转变为固态玻璃样结构，而且不会形成会破坏组织的冰晶。在整个处理过程中，组织几乎不会膨胀或收缩，形变幅度在 1% 以内，真正做到了在保持生物样本完整性的同时，实现从器官整体到细胞连接的跨尺度观测。

用 VIVIT 技术处理样本，还有不少让人惊喜的效果。它能让样本光学透明，这样就不用物理切割样本，避免了损伤。而且，玻璃化的保护效应还能让样本在冷冻状态下进行精确切片。更意外的是，玻璃化技术能将某些荧光染料信号增强高达 38 倍，大大提升了高分辨率成像的质量。不仅如此，团队还开发了 TARRS（跨尺度采集重连重建系统）软件，能高质量地把切片样本虚拟拼接成 3D 结构，就好像给样本做了一个高精度的三维 复原 。

借助 VIVIT 技术，研究团队取得了不少重要成果。他们成功绘制了大脑丘脑区多感觉神经元与输入信号的连接图谱，以及全脑输出网络，还揭示了人类皮层抑制性控制的新机制。比如在研究小鼠多模态感觉丘脑神经元时，就通过该技术将其在突触输入方面的感觉模态偏好性，与在全脑输出方面的目标脑区偏好性定量化地联系了起来，这也是国际上首次实现单神经元水平输入 - 输出的准确链接，为深入解析脑功能的神经环路机制提供了新的机遇。

当然，目前 VIVIT 技术也并非十全十美。虽然它为跨尺度研究提供了实用方案，但离子液体与适配组织的相互作用、诱导非晶态及增强荧光信号的机制，还需要进一步阐明。研究人员也表示，这些未解之谜将推动基于离子液体的新方法学研究，助力人们更深入地探索复杂生物系统。

未来，随着 VIVIT 技术的不断完善，或许在疾病诊断、药物研发等领域，都能带来更多意想不到的突破，让人们对生命的奥秘有更深刻的认识。（100yiyao.com）

参考文献：

Yixiao Gao et al, , Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.07.023.

Ionic liquids turn whole organs transparent like glass while preserving intricate tissue details

https://phys.org/news/2025-08-ionic-liquids-transparent-glass-intricate.html

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