艾锐科技

研究背景

细胞膜是细胞内外环境交互的关键界面，参与物质运输、信号传导、细胞识别等重要生理过程。荧光成像已成为研究细胞膜结构和动力学的主要手段之一。然而，传统膜染料在长时程、高分辨成像过程中易产生光毒性与光漂白，严重影响细胞活性与成像质量，尤其是在超分辨率显微成像中，这一问题尤为突出。因此，开发低光毒性、高光稳定性的细胞膜荧光探针，对于推动细胞膜动态研究具有重要意义。

助力研究

北京大学未来技术学院陈知行研究团队于2025年7月15日在《PNAS》上发表了题为“A gentle palette of plasma membrane dyes”的研究论文，系统性地介绍了一种新型低光毒性、高光稳定性的细胞膜荧光探针系列——PK Mem。该研究在长时程、超分辨率活细胞成像中展现出显著优势，尤其在神经元膜动力学、细胞迁移、线粒体转运等复杂生物过程的可视化方面表现突出。艾锐科技提供的Polar-SIM结构光照明显微镜在该研究中发挥了重要作用。

Polar-SIM在活细胞线粒体运输超分辨成像中的关键作用

为验证PK Mem探针在长时程活细胞超分辨成像中的性能，研究团队使用艾锐Polar-SIM结构光超分辨显微镜，对PK Mem 555标记的神经元轴突膜与PK Mito Deep Red标记的线粒体进行了双色超分辨动态成像。在成像期间，监测到神经元轴突内线粒体双向运输超过4小时(7,600帧)(图5F, SI Appendix, Fig. S28)。在线粒体的长距离连续运输过程中，经常出现静止/动态停顿和方向变化。PK Mem与PK Mito染料经优化的光物理特性，与SIM成像的增强分辨率协同作用，能够准确区分轴突内单个线粒体的荧光信号。

Fig.5(F). Time-lapse SIM images (0.5 Hz) of the axon from the live hippocampal neuron stained with PK Mem 555 (Video S13). Mitochondria were stained with PK Mito Deep Red. Anterograde transport (yellow arrow), retrograde transport (red arrow), and stationary/dynamic pause (green arrow) of mitochondria within the axon were indicated. (Scale bar, 2 μm.)

(F) PK Mem 555染色的海马神经元轴突和PK Mito Deep Red染色线粒体的双色SIM长时程图像。轴突内线粒体的顺行运输(黄色箭头)、逆行运输(红色箭头)和静止/动态停顿(绿色箭头)。比例尺=2 μm。

Fig. S28. Time-lapse SIM images (0.5 Hz) of the axon from the live hippocampal neuron stained with PK Mem 555 from five repeated experiments. Mitochondria were stained with PK Mito Deep Red. Scale bar = 2 μm.

Fig. S28. 5次重复实验的PK Mem 555染色的海马神经元轴突和PK Mito Deep Red染色线粒体的双色SIM长时程图像(0.5 Hz)。比例尺=2μm。