研究目的
开发和验证散射增强相位对比（SEPC）显微镜作为一种无标记方法，用于监测工程纳米材料（ENMs）在活细胞中的摄取和运输动力学，以解决荧光标记的局限性，并实现对各种金属和金属氧化物纳米颗粒的研究。
研究成果
SEPC显微镜是一种强大的无标记工具，用于研究活细胞中纳米颗粒的摄取与转运过程，能揭示空间异质性及独特的转运模式。该技术有助于理性探究纳米材料表面特性及其在内吞作用中的作用机制，对药物递送和环境风险评估具有启示意义。未来研究可拓展至聚合物材料领域，并开展细胞内颗粒的长期命运追踪研究。
研究不足
该技术仅适用于具有足够光学散射特性的材料（根据洛伦兹-米氏理论预测，例如二氧化硅纳米颗粒散射较弱，在约80纳米以下难以检测）。由于膜曲率问题，该方法对非黏附球形细胞可能无效。对于更小的纳米颗粒，该方法依赖聚集作用，且实时追踪受设备性能限制（如曝光时间和聚光镜工作距离）。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用SEPC显微镜技术，结合暗场与相位差成像原理，并运用洛伦兹-米氏理论预测纳米颗粒散射特性，实现对纳米颗粒-细胞相互作用的实时成像观测。
2：样本选择与数据来源：
使用人脐静脉内皮细胞（HUVECs）和人主动脉平滑肌细胞（HASMCs），暴露于金（Au）、银（Ag）、二氧化钛（TiO2）、二氧化铈（CeO2）、氧化铝（Al2O3）、氧化铁（Fe2O3）及二氧化硅（SiO2）等纳米颗粒。纳米颗粒制备与表征均参照既有文献方法。
3：2）、二氧化铈（CeO2）、氧化铝（Al2O3）、氧化铁（Fe2O3）及二氧化硅（SiO2）等纳米颗粒。纳米颗粒制备与表征均参照既有文献方法。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：包含配备相位差玻片的奥林巴斯ix83倒置显微镜、斜角LED环形照明器（Amscope LED-144-YK）、LUCPlanFLNPh物镜（20倍与40倍）、滨松Orca Flash 4.0 C11440相机、热加热器（Air-Therm ATX-H）及载物台培养箱。纳米颗粒以悬浊液形式配制（如10微克/毫升浓度）。
4：0 C11440相机、热加热器（Air-Therm ATX-H）及载物台培养箱。纳米颗粒以悬浊液形式配制（如10微克/毫升浓度）。 实验流程与操作规范：
4. 实验流程与操作规范：进行细胞培养及纳米颗粒暴露处理。通过SEPC成像技术定时采集数据（动态观测间隔2-4秒，摄取研究间隔20分钟）。采用高光谱成像与拉曼光谱确认纳米颗粒特性。利用PDMS印章进行微接触印刷，构建标准化细胞形态以实现可比性研究。
5：数据分析方法：
颗粒追踪测量包括速度、均方位移（MSD）及扩散指数（α）。通过线性最小二乘法拟合MSD曲线分析数据，合成图像呈现群体动力学特征。统计分析包含信噪比计算与强度测量。
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Microscope
ix83
Olympus
Inverted microscope used for SEPC imaging, equipped with phase contrast plate and objectives for visualizing cells and nanoparticles.
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Camera
Orca Flash 4.0 C11440
Hamamatsu
Records images at 16-bit depth with pixel resolution of 0.16 μm to 0.33 μm for high-quality imaging.
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Objective Lens
LUCPlanFLNPh
Olympus
Used for phase contrast microscopy with specific numerical apertures to reduce background scattering.
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LED Ring Illuminator
LED-144-YK
Amscope
Oblique angle ring lamp attached to the microscope condenser for darkfield illumination in SEPC microscopy.
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Thermal Heater
ATX-H
Air-Therm
Maintains physiological conditions (37°C, 95% humidity) during live cell imaging.
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Stage Top Incubator
Precision Plastics
Coupled with the thermal heater to maintain environmental conditions for cell culture during experiments.
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