照亮细胞的光子芯片

该芯片能够观察常规光学无法分辨的细胞细节和动态变化，有助于开展评估和预测性干预。德国的实验测试已证实其结果的可靠性和质量。可能的应用领域包括：免疫学、高级诊断、生物医学显微镜。巴里理工大学教授 Francesco Dell’Olio 是该研究的作者之一。他表示：“该成果彰显了本校在集成光子学领域开展的一条研究路线。我们现在希望与医院、IRCCS、大学以及本地区各中心建立合作，将该平台应用于具体的生物学和药理学问题”

2026年8月1日

微型化的集成光子技术工艺推动了知识的新进展，并将其转化为应用。以光代电的技术已经实现了光子芯片，能够拓展研究人员对细胞世界的观察视野，带来新的认识。

光子芯片, 作为这项创新的核心，是一种微型化电路，它不依赖电流，而是通过极其细微的路径引导和控制光，这些路径如同光的微观道路：它们可以传输、分离、组合、过滤或将光引导至特定位置。

在这项研究中，光子芯片被用于选择性照明细胞，并获取其内部结构的高度详细图像。该工作表明，透明光子芯片不仅可以作为生物样本的承载平台，还可以作为先进光学显微镜的真正装置。这使得人们能够观察到常规光学显微镜无法分辨的纳米级细节。因此，光子芯片被证明是一种集成光学平台，能够使分析工具更加紧凑、精确，并有望适用于对大量细胞进行检测。

《Science Advances》. 这一切都属于一项题为 “基于光子波导芯片的纳米显微成像可视化激活 Jurkat T 细胞中皮质肌动蛋白细胞骨架的重排”, 发表于去年7月15日的国际科学期刊“Science Advances”。

作者 文章作者是一组来自三所高校的研究人员：比勒费尔德大学（德国），负责生物学和实验部分；阿沙芬堡应用科学大学（德国），负责平台、开发及透明芯片的制作；巴里理工大学（意大利），负责研究构思、光子平台的方法开发、数据管理与验证。巴里理工大学方面的协调人及科学负责人为电气与信息工程系的 Francesco Dell’Olio 教授。

实验 主要研究了T淋巴细胞，即对抗感染和病变细胞的白细胞。当T淋巴细胞向外部被激活时，会迅速重组其内部“支架”，该支架在很大程度上由肌动蛋白丝构成，以形成所谓的免疫突触，即细胞识别并响应靶标的接触区域。这一创新使得能够以极高分辨率、在较大的观察范围内可视化这一重组过程。

应用. 从短期来看，其影响主要体现在生物和药理研究领域。在肿瘤学中，这项技术将有助于改进免疫疗法。T淋巴细胞，包括在实验室中改造的CAR-T细胞，可以通过与肿瘤细胞形成“免疫突触”来消灭它们，即一个肌动蛋白网络重组的接触区域。以纳米尺度观察这一过程，能够比较不同效能的细胞，理解为何某些细胞无法攻击肿瘤，并评估药物或新的基因改造的效果。光子芯片有望成为研究工具，用于设计未来更具针对性和更有效的免疫疗法。

相关考量. “对于巴里理工大学—— Francesco Dell’Olio教授表示 – 这一消息彰显了与集成光子学相关的一条研究路线，该路线由本校电气与信息工程系开展。该发表为突出巴里理工大学在促进复杂细胞过程研究的使能技术方面的贡献提供了一个有益契机，并可能在未来对免疫学、高级诊断和生物医学显微镜产生影响。这一成果是一个起点。我们希望与医院、IRCCS、大学以及本地区的研究中心开展合作，将该平台应用于具体的生物学和药理学问题。仅仅看到更小的结构是不够的：还必须将这种能力转化为对研究细胞、药物和免疫反应的人有用的信息”。

文章 照亮细胞的光子芯片 来自 Poliba Chronicle.