德国慕尼黑亥姆霍兹中心与慕尼黑工业大学的科研团队近期在《自然·方法》杂志发表研究成果，介绍了一种新型显微技术，能够在活细胞中无需化学标记即可区分和定位脂质种类，如胆固醇和鞘磷脂。该方法结合中红外照明与光声检测，读取脂质的天然光谱指纹，避免了传统荧光标记的繁琐开发过程及其对细胞功能的潜在干扰。

脂质作为细胞膜的关键成分，参与信号传递和物质运输，但在活细胞中可视化特定脂质类别一直存在挑战。传统荧光显微镜依赖定制标记，过程耗时昂贵，且可能影响脂质功能或对细胞造成压力。新开发的高光谱中红外光声显微镜技术利用不同波长的脉冲中红外光照射样品，脂质吸收特定波段后产生微小温升，进而生成超声波，通过超声换能器检测并转换为光谱图像，再经计算分析生成脂质分布图谱。

“吸收模式是不同分子的特征，就像独特的分子指纹一样，”IBMI和TUM的科学家、该研究第一作者Francesca Gasparin博士说，“这种中红外指纹使我们能够区分不同的脂质，而无需外部标记。”该技术的独特之处在于聚焦指纹区域，该区域的吸收特征源自脂质分子结构的高度特异性振动模式，能够区分化学相似的脂质，如甘油磷脂和鞘磷脂。

为验证化学指纹的可靠性，团队将测量结果与传统红外光谱比较，发现新技术不仅在溶液中准确再现脂质光谱，还能直接在活细胞中应用，对细胞压力最小。Gasparin指出：“HyFOPM的一个关键优势是，无标记的脂质观察对活细胞产生的压力最小。”从长远看，这项技术有望应用于脂质研究的基础科学和医学领域，为疾病理解和代谢监测提供新途径。

“能够在活细胞中无需标记地追踪和定位脂质类别，为理解疾病过程和监测代谢活动开辟了新途径——不仅在细胞中，也在人体中，”Ntziachristos教授说，“下一步是加快该方法的速度，并在复杂的细胞系统中进行系统测试，以积累关于疾病发展和药物作用的知识。最终，我们旨在将其用于人体，连续监测代谢物，为心脏代谢综合征及更广泛范围内的各种疾病提供可操作的生物标志物。”

出版详情：作者：Brigitte Schloter-Hai, Helmholtz Association of German Research Centres；标题：《No dyes, less cell stress: How mid-infrared ultrasound imaging tracks lipids live》；发表于：《Nature Methods》(2026)。